自転車ベースネットワーク接続性の部品、システム、および方法ならびにネットワーク接続性を有する自転車を制御する方法

関連出願の相互参照

本出願は2014年8月5日出願の米国仮特許出願第62/033,575号明細書からの優先権を主張する。本出願は、米国特許第8,321,097号明細書、米国特許第8,506,452号明細書および米国特許出願第11/669,081号明細書に関する。上記参照された予行出願、刊行物、および特許のすべての開示は本出願の開示の一部と考えられ、その全体として参照により本明細書に援用される。

無段変速機または電気モータの利点および恩恵を取り込む実施形態を含む本明細書において開示される実施形態はウェブベース自転車へ向けられ得る。

全地球測位システムまたは全地球的航法衛星システム(GPS(Global Positioning System/GNSS(Global Navigation Satellite System))は、4つ以上のGPS衛星への見通し線が存在する地球上のどこでも位置および時間情報を提供する。GPS/GNSSシステムは専用測位装置だけでなくスマートフォン内にも見出され、車両内へますます組み込まれつつある。

今日の多くの車両は複数の選択可能ギヤにより構成された変速機または他のアセンブリを含む。シフトは通常、自転車と共に一般的に見られるように手動で、または自動車内に一般的に見られるように自動的に、のいずれかで行われる。

手動シフトは通常、負荷が無い場合に行われ、人間が動力源を変速機から係合解除し、ギヤをシフトし、次に動力源を再係合することを含む。動力源を係合解除することは、ユーザがペダル踏みを止めるまたは遅くすることと同じくらい簡単であり得る、またはユーザがクラッチを押すことを含み得る。手動シフトの利点はいつシフトすべきかをユーザが判断することであり、これにより、いつシフトが必要になり次にいつシフトを実行するかを人間が予想できるようにし得る。自動変速機は通常、反応モードで動作する。すなわち、印加される動力または変速機が受ける負荷のいずれかに変化があると、変速機は、この変化を感知し、動力源または負荷(または両方)から係合解除し、それに応じて、動力を再印加するまたは負荷を再係合する前にシフトし得る。強力なエンジンを有する車両に関しては、反応的シフトが許容される。しかし、小さなモータを有する車両に関しては、または、ライダーが動力の少なくとも一部を供給する自転車に関しては、これはあまり理想的とは言えない。実際、手動変速装置(例えば、前方の一組のギヤ、後方の歯車、および2つのシフトレバー)を使用して増加傾斜または勾配に近づくサイクリストは、運動量または速度を維持するためにより高い律動(cadence)を維持するために、増加傾斜に到達する前にローギヤへシフトする可能性がある。

ライダーは乗る体験を改善するやり方を絶えず求めている。

ネットワーク接続性を有する自転車は広範囲の情報へアクセスし得る。ラップトップコンピュータ、携帯型装置、タブレットなどのクライアント装置を含むコンピュータ装置と第三者サーバを含むサーバが、ネットワーク接続性を有するコントローラを含む多数の自転車により生成される情報へアクセスし得る。コントローラと他のコンピュータ装置との間で共有される情報はライダーのライド(乗り心地:ride)を改善するだけでなく将来のライドも改善するために使用され得る。本明細書において開示される実施形態は、ライダー体験を改善するために位置情報、地形情報、ライダー嗜好、バイオメトリック情報および自転車情報を使用し得る。ライドに関し記録された情報は、コーチまたはトレーナ、機器供給者、保証提供者などの第三者、サービス提供者、小売商標的型(retail merchant targeting)ライダー(例えばレストラン、服、宿舎、機器)などと共有され得る。

GPS情報を含む位置情報は、ライダーの位置、ライダーの速度、ライダーの方位(ライダーが走行しているまたは走行した方向)、および他のライド情報を判断するために使用され得る。位置情報と地形図はまた、ライドに影響を与える地形変化を予測するために使用され得る。地形変化は、高度、勾配などの増加、または高度、勾配などの低下を含み得る。使用目的(例えば通勤、パフォーマンストレーニング、スポーツ、ツアーリング、レジャーなど)を含むライダー嗜好、好ましい地形、好ましい距離などが、ルートを判断するために使用され得る。バイオメトリック情報は、以前のライドと比較した情報だけでなくライダーの現在の肉体的パフォーマンスに関する情報を含み得る。自転車情報は自転車の特定の機器または構成に関する情報を含み得る。情報のこれらのソースを使用することにより、実施形態はライドをライダーのニーズにうまく適するように調整し得る。

いくつかの実施形態では、位置情報、バイオメトリック情報、ライダー嗜好、地形情報および自転車情報のうちの2つ以上が、ライダーの使用目的に合うように変速機の予行(anticipatory)シフトを実現するために一緒に解析され得る。このとき、コントローラは、地形の変化を予想することができ、地形の変化に遭遇する前に変速機の速度比を調整することができる。実施形態は、1つまたは複数の行動方針を判断するためにこの情報を解析し得る。

高度、勾配、または傾斜の増加に対する行動方針は、自転車が地形変化に到達する前により高い律動を奨励するために速度比を調整することを含み得る。無段変速機を有する実施形態では、速度比を調整する工程は、変速機の現在の速度比を判断する工程と、現在の速度比とルートの勾配の予想変化とに基づき所望速度比を判断する工程または現在の速度比から所望速度比への速度比の所望変化率を判断する工程とを含み得る。速度比を調整する工程はまた、勾配の変化中に所望速度または運動量を維持するために速度比を調整する工程を含み得、この工程は変速機の速度比の所望変化率を判断する工程を含み得る。モータまたは他の動力源を有する実施形態では、行動方針は、自転車が地形変化に到達する前に自転車の運動量を増加させるためにモータにより生成される速度、トルクまたは動力を増加することを含み得る。これらの場合、自転車が地形変化に到達する前に律動、動力、トルクまたは速度を増加する工程は、ライダーが連続的速度または連続的律動を維持できるようにするまたはそうでなければライダーの使用目的に合うようにする。

高度、勾配、または傾斜の低下に対する行動方針は、自転車が地形変化に到達する前に速度比をより遅い律動へ調整することを含み得る。無段変速機を有する実施形態では、速度比を調整する工程は、変速機の現在の速度比を判断する工程と、現在の速度比とルートの勾配の予想変化とに基づき所望速度比を判断する工程または現在の速度比から所望速度比への速度比の所望変化率を判断する工程とを含み得る。速度比を調整する工程はまた、勾配の変化中に所望速度または運動量を維持するために速度比を調整する工程を含み得、この工程は変速機の速度比の所望変化率を判断する工程を含み得る。モータまたは他の動力源を有する実施形態では、行動方針は、自転車が地形変化に到達する前に自転車の運動量を低減するためにモータにより生成される速度、トルクまたは動力を低減することを含み得る。これらの場合、自転車が地形変化に到達する前に律動、動力、トルクまたは速度を低減する工程は、ライダーが連続的速度または連続的律動を維持できるようにするまたはそうでなければライダーの使用目的に合うようにし、モータまたは自転車の効率または範囲を増加し得、サイクリストが安全性改善のために自転車に関する制御を維持できるようにする。

実施形態は、予行シフトを含む自動シフトが実際的ではないルート上のエリアを判断するために位置情報を使用し得る。例えば、ルートは、ほぼ平坦であり得るが多くの若干の高度変化を有し得る(例えば、キロメートル当たり5メートル未満の高度変化を有し1%超の勾配を有しないルート)等々である。これらの高度変化はGPSシステムの分解能未満であり得る、またはGPSシステムは高度を最小サイズの増分でだけ変更し得る。これらの状況では、位置情報および地形図へアクセスするシステムは「一定速度比を維持することで、変速機の効率、変速機へ結合されたモータの効率、またはモータと変速機とを有する自転車の効率を改善し得る」ということを判断し得る。実施形態はルートのこれらの部分全体にわたって一定速度比をロックまたはそうでなければ保持し得る。

データサンプリングは、ルートに、地形に、ライダーに、または時間以外のいくつかの他の判定基準に基づき得る。コントローラは、連続データサンプリングが電力制約のおかげで望ましくないということを判断し、それに応じてデータサンプリング速度を調整し得る。最初に、ルートに乗り、データサンプリングは第1の速度であり、その後のライドも同速度によってもよいし、様々なライダーがサンプリング速度を増加または低減してもよい。平坦なルート全体(またはその一部)にわたってデータサンプリングは最低限にされ得る。変化する地形全体にわたって、データサンプリングは将来のライドのためにルートの改善されたプロファイルを得るように増加され得る。

自転車と他の自転車、中央サーバ、クライアントコンピュータ装置および第三者サーバ間の通信は様々な判定基準に基づき管理され得る。自転車内のコントローラは「別のコントローラまたはコンピュータ装置へのストリーミング情報は電力制約または接続性のおかげで望ましくない」ということを判断し得る。コントローラは「ストリーミングは発生しないまたはルートの選択部分に沿ったストリーミングだけが発生する」ということを判断し得る。コントローラは、後のアップロードまたは他のコントローラまたはコンピュータ装置との通信のために情報を格納し得る。

有利には、自転車情報と併せた位置情報の使用は、いつギヤをシフトすべきかまたは速度比を調整すべきかだけでなく、速度比を調整するためにどれだけシフトすべきかまたは変化率はどれだけか、またはいつ速度比をシフトまたは調整すべきでないかさえも自転車の実施形態が予想できるようにする。したがって、実施形態は、既存システムおよび手法を使用することができないモードで動作し得る。

本明細書において開示されるいくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法を行うために少なくとも1つのプロセッサにより翻訳可能な命令を格納する少なくとも1つの非一時的コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品内で実現され得る。

本明細書において開示されるいくつかの実施形態は、1つまたは複数のコンピュータ装置とネットワーク上の1つまたは複数のコンピュータ装置へ結合されたデータシステムとを含むシステムにおいて実施され得る。いくつかの実施形態では、データシステムは、自転車上のコントローラ、センサ、アクチュエータ、モータおよび他の制御および動力部品と通信するように構成されるプロセッサを含み得る。プロセッサはまた、単一ユーザ自転車だけでなく他の自転車とも通信し得る。プロセッサは、セルラーネットワーク、Wi−Fiネットワーク、高周波技術、または様々なプロトコルおよび技術を使用するいくつかの他の無線技術を使用することにより通信し得る。いくつかの実施形態では、プロセッサはさらに、情報をユーザへ提示するためのインターフェースを生成すように構成され得る。

本明細書で提供される一実施形態では、自転車は、フレーム、フレームにより支持された2輪、変速機、自転車速度センサ、ならびに変速機および自転車速度センサへ通信可能に結合されたコントローラを含む。コントローラはプロセッサと非一時的メモリとを有する。非一時的メモリは、ライダー情報を取得し、自転車速度センサからの情報を含む自転車情報を取得し、自転車に関連付けられた位置情報を取得し、位置情報に関連付けられた地形情報を取得し、そして地形の予想変化に応じて変速機の比の変化を生じさせるためにプロセッサにより実行可能な一組の命令を格納する。

別の実施形態では、コントローラにより自転車の変速機を制御する方法が提供される。コントローラは自転車速度センサおよび変速機へ通信可能に結合される。本方法は、ライダー情報を取得する工程と、自転車速度センサからの情報を含む自転車情報を取得する工程と、自転車に関連付けられた位置情報を取得する工程と、位置情報に関連付けられた地形情報を取得する工程と、ライダーの制御方式に従って変速機を制御する工程と、地形の予想変化に応じて変速機の比の変化を生じさせる工程とを含む。

本明細書において提供されるさらに別の実施形態では、自転車はフレーム、フレームにより支持された2輪、自転車を推進するように構成された駆動系(drivetrain)、およびネットワークへ通信可能に結合されたコントローラを含む。コントローラは、プロセッサと非一時的メモリとを有する。非一時的メモリは、自転車のライダーのライダー情報を取得し、自転車情報を取得し、自転車に関連付けられた位置情報を判断し、位置情報に関連付けられた地形情報を取得するためにプロセッサにより実行可能な一組の命令を格納する。一組の命令はまた、ライダーへ提示するための一組のルートをライダー情報、自転車情報、位置情報および地形情報に基づき判断しライダーへ提示するためにプロセッサにより実行可能な命令を含む。

さらに別の実施形態では、フレーム、フレームにより支持された2輪、および自転車を推進するための1つの駆動系を有する自転車と共に使用するコントローラが提供される。コントローラは、ネットワークと通信可能に結合されており、自転車の位置を判断し、マップソースと通信し、自転車の判断された位置に基づき地形情報を判断するためにGPS受信機と通信し、自転車に関する情報を受信し、自転車の位置、自転車の位置に関連付けられた地形、およびライダーの少なくとも1つのパフォーマンス特性に基づきライダーに利用可能な一組のルートを判断するように構成される。

これらおよび他の態様は、以下の明細書および添付図面と併せて考察されるとより良く認識され理解される。以下の説明は、その様々な実施形態および多数の特定詳細を示すが、制限ではなく例示として与えられる。多くの置換、修正、追加または再構成が本開示の範囲内でなされ得、本開示はすべてのこのような置換、修正、追加または再構成を含む。

一実施形態によるウェブ可能自転車に関連付けられたコントローラ、コンピュータ装置およびサーバ間の通信を提供するシステムを示す高レベル線図を描写する。

別の実施形態によるウェブ可能自転車との通信に有用な部品を示すブロック図を描写する。

さらに別の実施形態によるウェブ可能自転車に関連付けられた情報をセグメント化する方法を示す表およびグラフを描写する。

さらに別の実施形態によるウェブ可能自転車に関連付けられた情報をセグメント化する方法を示す表およびグラフを描写する。

さらに別の実施形態によるウェブ可能自転車に関連付けられた情報をセグメント化する方法を示す表およびグラフを描写する。

さらに別の実施形態によるウェブ可能自転車に関連付けられた情報をセグメント化する方法を示す表およびグラフを描写する。

さらに別の実施形態によるウェブ可能自転車に関連付けられた情報をセグメント化する方法を示す表およびグラフを描写する。

さらに別の実施形態によるウェブ可能自転車に関連付けられた情報をセグメント化する方法を示す表およびグラフを描写する。

ウェブ可能自転車よるルート計画方法の一実施形態を示す流れ図を描写する。

制御方式またはルートを調整する方法の一実施形態を示す流れ図を描写する。

一実施形態による複数の通信可能に結合されたウェブ可能車両システムを採用するシステムを示すトレーラへ結合された自転車の線図を描写する。

他のウェブ可能自転車およびコンピュータ装置との通信のためのシステムと方法を示すハンドグリップと一体化されたコントローラの一実施形態の斜視図を描写する。

様々な特徴および有利な詳細は、添付図面に示され以下の明細書に詳述される非限定的実施形態を参照することによってより完全に説明される。周知の出発原料、処理技術、部品および機器の説明は提供する特徴および利点を不必要にあいまいにしないように省略される。しかし、詳細説明と具体例は好ましい実施形態を示すが限定ではなく例示としてだけ与えられるということを理解すべきである。根底概念の精神および/または範囲内の様々な置換、修正、追加、および/または再構成は本開示から当業者には明らかになる。

本明細書で使用されるように、用語「含む」、「有する」またはそれらの他のいかなる変形も排他的包含をカバーするように意図されている。例えば、要素のリストを含む処理、製品、物品または装置は、必ずしもそれらの要素だけに限定されなく、明示的に掲載されないまたはこのような処理、プロセス、物品または装置に固有の他の要素を含み得る。さらに、明示的にそれに反して述べない限り、用語「または」の使用は排他的「または」ではなく包括的「または」を指す。例えば、条件「AまたはB」は次に述べるもののうちの任意の1つにより満足される:Aが真であり(または存在し)Bは偽である(または存在しない)、Aが偽であり(または存在しなく)Bは真である(または存在する)、またはAとB両方が真である(または存在する)。

加えて、本明細書に記載の任意の例または例示は、いかなるやり方でも、利用される用語のうちの任意の用語に対する制約、制限と見なすべきではない、またはそれらの定義を表すものではない。その代り、これらの例または例示は、1つの特定の実施形態に関しそして単に一例として説明されるものと見なすべきである。これら例または例示と共に利用されるいかなる用語または用語群も、併記されてもされなくてもまたはそうでなければ本明細書の他のどこかに記載されてもされなくても他の実施形態を包含することになることと、すべてのこのような実施形態は当該用語または用語群の範囲に含まれるように意図されていることとを当業者は認識することになる。このような非限定的例および例示を表す言語は限定しないが「例えば(for example)」「例えば(for instance)」「例えば(e.g.)」と「一実施形態において」を含む。

本明細書に記載される機能または工程の少なくとも一部は好適なコンピュータ実行可能命令で実施され得る。コンピュータ実行可能命令は、自転車に付随するコントローラによりアクセス可能な1つまたは複数のコンピュータ可能媒体上のソフトウェアコード部品、エージェントまたはモジュールとして格納され得る。コントローラはネットワーク上で他のコンピュータ装置へ通信可能に結合され得る。本明細書で使用されるように、用語「通信可能に結合」は装置間で情報とデータを転送するための接続を指す。接続は、恒久的または専用接続に限定されなく、一時的または限定的接続も含み得る。例えば、サーバをコントローラへ通信可能に結合することは、エージェントまたはソフトウェアモジュールがサーバからコントローラへ転送され接続が終了され得るように接続が存在するということを示し得る。コントローラが情報をサーバへ送信したい場合、例えば新しい接続が確立されてもよいし既存接続が活性化されてもよい。

実施形態は通常、ネットワークを介しコンピュータまたは他の情報システムへ通信可能に結合される自転車(「ウェブベース自転車」または「ウェブバイク」とも呼ばれる)に向けられ得る。しかし、本明細書に記載される特徴と利点の多くは、限定しないが三輪自転車、弱電車両(LEV:light electric vehicle)、電気バイクおよび他の車付き車両を含む他のタイプの車両上で実現され得るということを当業者は理解することになる。自転車、三輪車、LEVまたは他の車両は無段変速機を利用し得る。無段変速機はすべての動力が無段変速機を通るように排他的に利用され得る。無段変速機(CVT:continuously variable transmission)は、動力の一部がCVTを通り、一部は他の変速機を通るように他の変速機と一体化され得る。無段変速機(CVT)は、動力がCVTおよび他の変速機を通るように他の変速機と一体化され得る。クラッチと他の機構は、動力経路、変速機等間で切り替わるように使用され得る。

本明細書に開示される実施形態は、変速機の予行シフトまたは変速機へ結合されたモータの予行動作を使用することを含み、変速機を様々なモードで動作させるための制御方式を判断するために位置情報、地形情報、ライダー情報および自転車情報を利用し得る。自転車を動作させるための制御方式はルート計画を含み得る。ルート計画は本明細書に記載されるコントローラまたはシステムによりもっぱら遂行され得る、または、インテリジェントエージェント、モジュールまたは他の一組のソフトウェア命令が市販アプリケーションと通信しそれを活用するために実施され得る。ダウンロードまたは購入され得る商用アプリケーションの例はMapMyRide(登録商標)マップとGoogle(登録商標)マップを含む。いくつかの実施形態では、第三者アプリケーションからダウンロードされる情報は、より正確なルート情報を提供するために中央サーバ内に格納された情報と一体化され得る。例えば、第三者アプリケーションからダウンロードされる情報は、迂回路、閉鎖、修理中エリア、悪条件を有するエリア、自転車(いくつかのタイプの自転車を含む)に一般的には不適当なエリア等々を反映するために更新されない可能性がある。最新迂回路に関する情報は、迂回路が実際に存在するということを判断するために中央サーバ内に格納され、第三者情報と比較され得る。

ユーザは様々な理由のためにバイクに乗り得る。ライダーは、通勤、スポーツ、レクリエーション、ツーリング、リハビリまたはいくつかの他のスタイルのためにバイクを使用し得る。実施形態は、スタイルまたはライダーの使用目的に基づきライドをカスタム化するのを支援するためにライダー情報、地形情報、ルート情報および自転車情報を解析し得る。実施形態はさらに、ライダーの使用目的またはスタイルに応じてCVTの利点を活用し得る。本明細書において開示される実施形態は、ライダーの体験を改善するために情報を集約、解析、交換、またはそうでなければ使用するために有用かもしれない。

ライダー情報は、心拍数、血圧、年齢、性別、身長、体重、最大VO2(最大酸素消費量)、肉体的挑戦などのバイオメトリック情報(手術、負傷または病気の結果であり得る身体障害、他の恒久的または長期的挑戦または短期挑戦を含む)などを含み得る。ライダー情報はまた、過去のバイオメトリックパフォーマンス情報(例えば最大心拍数、最小心拍数、平均心拍数、中核体温、呼吸数など)、過去のルートパフォーマンス情報(例えば最速時間、最大自転車速度、最大ペダル速度、最大トルク、最小ペダル速度、最小トルク、最大動力、平均動力、スプリットタイム、カバーされる距離など)、地形嗜好、ルート嗜好、安静時心拍数の変化、体重、または最大VO2または同様なパフォーマンスパラメータなどの情報を含み得る。本明細書に記載のライダー情報は上記例示的パラメータのうちの1つ、または上記例示的パラメータの組み合わせを含み得る。1つの非限定的例では、ライダー情報はスプリットタイムおよび生成される最大動力を含む。別の非限定的例では、ライダー情報はカバーされる距離とルート嗜好とを含む。いくつかの実施形態では、ライダー情報は正規化され得る。例えば、ライダーは、様々な地理的位置にある様々な地形に乗るために2つの自転車を有してもよいし、またはそうでなければ同ライダーのための2組のライダー情報を生じてもよい。例えば、CVTを使用するライダーに関し、実施形態は、一組のライダー情報を判断するために傾斜角、速度比またはCVTの他の性能パラメータを比較し得る。実施形態は、ライダーの使用目的に合うようにこの情報を単一組のライダー情報または単一ライダープロファイルに集約し得る。有利には、正規化されたライダー情報に基づくライドのカスタム化は、ライダーが本明細書において開示される特徴を有する任意のバイクに乗り、改善されたライドを経験できるようする。

地形情報は、高度、傾斜または勾配、表面(例えば道路、経路、トレイルなど)に関する情報を含み、様々な表面に様々な影響を与える可能性がある雪、氷、または雨などの気象条件を含み得る。地形情報はまた視界を含み得る。例えば、茂みを通る経路は通常、限られた視界を有し、ライダーにゆっくり乗るようにさせる。山の東側のまたは高い木々を通る道路は、同じ山の西側の道路、または平原を通る道路または障害物を有しない大きな水域近傍を通る道路より早く暗闇を経験し得る。本明細書において開示されるウェブバイクの実施形態は地形情報を取得し、地形に基づきライドをカスタム化し、ライダーがそのライドゴールを達成するように地形を十分に利用できるようにし得る。サーバが情報を受信し格納してもよいし、エージェントまたは他の一組のコンピュータ命令が必要に応じ地形情報を収集してもよい。

ルート情報は、トラフィック量、トラフィックコンスティチューエンシィ(traffic constituency)、ボトルネックエリア、速度制限、ルート上の他の車両に関係する速度情報(例えば、道路上を走行する自動車の平均速度、道路上の速度制限を越える車両の割合等々)、ルートまたはその一部に乗った他のライダーの数、ルートに乗った他のライダーによるルートの平均評点、ルートに乗った他のライダーの平均速度、ルートに乗った他のライダーの最高速度、他のライダーがルートを完了するための平均時間等々を含むトラフィックに関する情報を含み得る。ルート情報は、コントローラ上で実行され中央サーバへ転送されるコンピュータ命令のインテリジェントエージェントまたはモジュールにより集められ得る。ルート情報は解析され、個々のライダーに合わせられ得る。

バイク情報は、フレーム、部品、サブアセンブリなどに対してカバーされる総距離などの情報を含み得る。バイク情報はバッチ番号または他の製造追跡番号を含み得る。追跡番号は、製造者が同じ供給業者からの同じ製造バッチからバイク間のバイク性能を比較できるようにし得る。バイク情報はまた、自転車上の変速機(無段変速機を含む)に関する情報を含み得る。無段変速機に関するバイク情報は可能な傾斜角または速度比の範囲に関する情報を含み得る。電気モータを有する実施形態では、バイク情報は、バッテリの電力容量(または電力レベル)、モータまたは駆動系により出力される最大トルクまたは速度、モータおよび変速機を有する駆動系の最大範囲などを含み得る。バイク情報はまた、自転車または部品の性能を比較できるようにし得る。本明細書において開示される実施形態は適切なルートを判断する際にバイク性能情報を使用し得る。例えば、広いタイヤを有するバイク(マウンテンバイクなど)は、短距離にわたる経路およびトレイルを含むルート選択肢を提示され得、薄いタイヤを有するバイク(ロードバイクなど)は、長距離を含むがトレイルまたは経路上でないルート選択肢を提示され得、中サイズタイヤを有するバイク(ハイブリッドバイクなど)は、経路を含むが中距離にわたるトレイルおよびルートを含まない選択肢を提示され得る。

上記情報を使用することにより、ライドはライダー向けにカスタム化され得る。ライドは、乗られる自転車、乗られるルート、ライダーにより選択されるパフォーマンス目標等に基づきカスタム化され得る。

どのようにライドがカスタム化され得るかを示す一例は、ルートを選択しルートに乗る際の基礎パラメータとして心拍数を使用することを含む。人々がワークアウトの標的心拍数または心拍数範囲を指示することは一般的であり、ユーザの心拍数が最大心拍数を越えないまたは標的変動幅内にいることを保証するためにその速度、律動、傾斜、抵抗または他のパラメータを調整し得る既存の運動システム(例えばトレッドミル、サイクリングマシン(stationary bike))が存在する。本明細書において開示される実施形態を使用することにより、ユーザは乗っている継続時間を示すパラメータを登録し、自転車へ動作可能に結合されたコントローラはライダーの心拍数およびルートを判断するための指定継続時間率を使用し得る。コントローラはまた、ルートを判断するための他のライダー情報、地形情報、ルート情報または自転車情報など他の情報を考慮し得る。これは、ユーザに最大心拍数を越えないまたは指定範囲内の心拍数を維持ようにさせ得る様々なルートを識別し、ライダーに最大心拍数を越えさせる可能性があるまたは心拍数内の広範な変動を生じることになる様々なルートを識別し、ライダーと同様なゴール、嗜好または興味を有する他のライダーの経験および評点に基づきルートを識別し、自転車またはいくつかの他の判定基準に基づきルートを識別することを含み得る。

上述のように、心拍数はベースとして使用され得る。しかし、ライダー情報の他の要素を使用することにより、例えば、一組のルートが手動選択のためにユーザへ提示され得、ルートが自動的に選択され得、1つまたは複数のルートが使用されないことを推奨され得る。一例として、ユーザが毎分120〜140心拍数(bpm)間の心拍数を維持しながら40分間乗りたければ、実施形態は、どの種類のバイクにユーザが乗ることになるかを最初に判断し得る。実施形態はまた、どんな種類の地形にライダーが慣れているか、どれくらいうまくライダーが地形の変動に適応化するかおよびどのようなタイプの表面をライダーが好むかについてのより良い考えと規定距離を終えるためにライダーが必要とした平均および最大時間とを得るために最後の何回かのライドにおけるライダーのパフォーマンスを考察し得る。実施形態はまた、ライダーを支援する可能性を考慮し得る。例えば、ライダーが電気支援自転車(一般的にe−バイクとも呼ばれる)を使用していれば、実施形態は、無支援の20キロメートル、多少の支援による25キロメートル、または大きな支援による40キロメートルをカバーする第1のルートを識別し得る。または、ライダーが特定距離をカバーしたければ、実施形態は、ライダーが十分な支援による40分、いくらかの支援による50分、または無支援の60分でルートを完了し得るということを判断し得る。いくつかの実施形態では、ルートの一部が狭くかなりの量の自動車トラフィックを有するということが判断され得、安全上の理由のためにライダーがルートの当該部分を通る所望(最小)速度を維持するのを支援するために電気モータが使用され得る。他のシナリオが可能である。この情報を使用することにより、実施形態は、ライダーのルートを自動的に選択してもよいし、選択または承認のために選択肢をライダーへ提示してもよい。

いくつかの実施形態では、一組のルートがコントローラにより選択され得る。コントローラにより一組のルートを選択することは、ライダーにとって適切なルートを識別することを含み得る。ルートはライダーの能力に基づき選択(または非選択)され得る。例えば、軽トラフィックの道路上にだけ乗ったライダーは、軽トラフィックから中トラフィックまでを通常有する一組のルーが提示され得るが、重トラフィックまたは高速トラフィックを経験するルートは提示されない可能性がある。ルートは他のサイクリストの平均スキルレベルに基づき選択(または非選択)され得る。例えば、その挑戦的性質のために一流ライダーにより通常使用されるルートは、経験不足であるユーザまたはその過去のパフォーマンスがライドを終えるまたは楽しむために必要なスキルレベル未満であると見なされるユーザへは提示されない可能性がある。2点間で景色のよいルートは素晴らしいレクリエーションライドを望むライダーへ提示され得、一方、トレーニング中であり同じ2点間で乗りたいライダーは、丘、曲がり角または他の特徴を有するが景色がよいとは考えられない別のルートが提示され得る。実施形態はさらに、ルート上の(またはルート上に予想される)サイクリストの数を考慮し得る。何人かの(独立)ライダーが同じルートに乗りたければ、コントローラは、ルートに乗ると予想されるライダーの数を判断するために中央サーバと通信し、それに応じ、あり得る混雑を避けるために代替経路を提示してもよいし、遅延出発時間を示唆してもよい。代替的に、コントローラは、複数のライダーが同じルートに乗りたいということを判断すると、他のコントローラと(直接、または中央サーバまたは他のライダーに関連する他のコンピュータ装置を介してのいずれにより)通信して例えば単一グループには単一時間を示唆または同様なスキルレベルを有するグループライダーへは複数の開始時間を示唆し得る。

データを格納し、データを解析し、通信することはコンピュータ命令により行われ得る。一組のコンピュータ命令は、自転車に関連付けられたまたは一体化されたコントローラによりアクセス可能なメモリ内に格納されてもよいし、コントローラへ通信可能に結合されたコンピュータ装置内に格納されてもよいし、コントローラへ通信可能に結合された一組のサーバ内に格納されてもよいし、これらのいくつかの組み合せであってもよい。

図1は、自転車140に付随するコントローラ145(コントローラ145−1、145−2、145−3など)、クライアントコンピュータ装置150、第三者サーバ160、および中央サーバ110間の通信を提供するシステムを示す高レベル構造的線図を描写する。

いくつかの実施形態では、ユーザ情報は、自転車と一体化されたコントローラまたはユーザに付随するユーザ装置などの中にローカルに格納されてもよいし、中央サーバ110内にエージェントまたはモジュールとして格納されてもよい。図1に描写するように、コントローラ145−1は自転車140−1のハブ(または他の部品)内に一体化され得、コントローラ145−2は自転車140−2のハンドル(または他のフレーム部材)へ結合され得、コントローラ145−3は自転車140−3〜140−Nのうちの任意のものの使用を可能にするように着脱可能である。いくつかの実施形態では、コントローラ145は、1または複数のライダー、ルート、以前のライド、または他の情報に関する情報を格納し得る。例えば、コントローラ145は、ユーザの一組のトレーニングプログラム、個人記録(PR:personal record)を含む一組のユーザ嗜好、ゴールなどを格納し得る。ユーザがコントローラ145と相互作用するたびに、ユーザはこの個人情報を提示され得る。情報をエージェントまたはモジュールの一部として格納することで、ユーザが様々な自転車を使用することによりウェブバイクの機能を活用できるようにし得る。

いくつかの実施形態では、コントローラ145は、制限されたメモリ、処理能力または機能を有するが、中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150、またはメモリと処理能力または機能を有する第三者サーバ160と通信し得る。これらのシナリオでは、コントローラ145はユーザと様々な解析ツール間のインターフェースを提供し得る。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ145は、ネットワーク130を介し中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150、または第三者サーバ160へ通信可能に結合され得る。コントローラ145を1つまたは複数の中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160のうちの1つまたは複数へ通信可能に結合することは変更し得る。例えば、ライド中、ユーザはクライアントコンピュータ装置150を使用することによりコーチまたはトレーナと常時接触したいかもしれなく、したがって、コントローラ145は、データが連続的にストリームされる、パケット化されるまたはそうでなければクライアントコンピュータ装置150へ送信されるようにクライアントコンピュータ装置150へ通信可能に結合され得る。ユーザに関する連続的情報を受信したい2人以上の人間が存在し得るということに注意すべきであり、これらの人間は異なるコンピュータ装置を使用している可能性がある。したがって、実施形態は、例えば第1のクライアントコンピュータ装置150−1を使用する人間が第1のフォーマット(例えばストリーミング)で受信および処理できるようにする情報(すなわち第1の組の情報を含む情報)を送信し、第2のクライアントコンピュータ装置150−2を使用する第2の人間が第2のフォーマット(例えばパケット化または集約された)で受信および処理できるようにする情報(すなわち第2の組の情報を含む情報)を送信し得る。

中央サーバ110は、すべてのユーザ、自転車および機器、ルートのユーザ情報、自転車または機器情報、およびルート情報を含む任意の情報へアクセスする能力を有するサーバまたは一組のサーバを指し得る。

クライアントコンピュータ装置150は、ユーザまたは選択されたユーザのグループのユーザ情報、自転車または機器情報、ルート情報を含む選択された情報にアクセスすることができる任意の装置を指し得る。いくつかの実施形態では、クライアントコンピュータ装置150は、例えば2つ以上のコントローラ間のデータ収集、データ解析、データ集約、データ提示、およびコーディネーションを含む工程を行うことができるようにプロセッサへ結合され一組の命令を格納するメモリを有し得る。他の実施形態では、クライアントコンピュータ装置150は、データを含む情報をユーザへ伝達および表示またはそうでなければ提示するために中央サーバ110、コントローラ145または第三者サーバ160と相互作用する十分な機能を有し得る。情報は、ユーザが実時間で情報にアクセスできるように、第1のクライアント装置(例えば150−1)へ送信され得る。情報はまた、トレーナ/コーチが後で情報をアクセスできるように第2のクライアント装置(例えば150−2)へ送信され得る。情報は実時間で送信され得る、またはデータはクライアントコンピュータ装置150のユーザの要求で、予め選択された時間に送信され得る。クライアントコンピュータ装置150は、保証情報を追跡して、第三者ベンダーとサービスをスケジューリングするために第三者サーバ160と通信してもよいし、第三者サービス提供者を見出すために中央サーバ110と通信してもよいし、他のクライアントコンピュータ装置150と通信してもよい。いくつかの実施形態では、クライアントコンピュータ装置150は自転車または車両上で使用されるCVTに関する情報を受信し得る。情報は、CVTの速度比、トルク比または他のパラメータに関する情報を含み得る。第1と第2の牽引リング(traction ring)間に挿入された複数の傾斜可能ボールを有するCVTを利用するいくつかの実施形態では、情報は複数のボールの傾斜角を含み得る。CVTの他のパラメータはクライアントコンピュータ装置150へ同様に伝達され得る。

第三者サーバ160は、中央サーバ110、コントローラ145、クライアントコンピュータ装置150または他の第三者サーバ160からの情報へアクセスする、それを受信するまたはそうでなければ取得することができる任意の装置を指し得る。第三者サーバ160により取得される情報は、ユーザ情報、自転車または機器性能情報、およびルート情報を含み得る。第三者サーバ160のうちの任意のものへ送信される情報は、第三者のタイプに依存し得る。第三者サーバ160は自転車または部品製造者に関連付けられ得る。第三者サーバ160へ送信される情報は使用中の特定機器に関する情報を含み得る。いくつかの実施形態では、第三者サーバ160は自転車または車両上で使用されるCVTに関する情報を受信し得る。情報は、CVTの速度比、トルク比または他のパラメータに関する情報を含み得る。第1と第2の牽引リング間に挿入された複数の傾斜可能ボールを有するCVTを利用するいくつかの実施形態では、情報は複数のボールの傾斜角を含み得る。CVTの他のパラメータは第三者サーバへ同様に伝達され得る。

第三者サーバ160へ送信される他の情報は、機器が使用されたルートとユーザに関する非特異性情報(例えば、名前ではなく性別、体重、年齢)とを含み得る。第三者サーバ160はルートに関連付けられ得る。例えば、観光旅行局は、どのレストランをユーザが好むか、どのホテルに滞在するか等を知りたいかもしれない。ルートに関連付けられた第三者サーバ160へ送信される情報は、ユーザに関する非特異性情報(例えば性別、年齢)を含み得、ユーザが停止した位置に関する情報およびこれらの位置で費やされる時間を含み得る。ある位置で費やされる時間は、景色のよい点、レストラン、朝食付き宿泊所で止まることを示し得る。この情報を使用することにより、ルートに関連する第三者サーバ160は、ユーザがルートのすべてまたは一部を使用したいということを判断すると、例えば提言し、バーゲン品またはクーポンを提示し、自転車のためのサービスをスケジューリングし、保証情報を追跡し得る。

第三者サーバ160へ送信される情報は中央サーバ110内に格納された一組の規則またはガイドラインにより制御または判断され得る。いくつかの実施形態では、中央サーバ110は第三者サーバ160により取得された情報が中央サーバ110から受信されるようにすべての情報を制御し得る。いくつかの実施形態では、中央サーバ110は、所定判定基準に合う情報が第三者サーバ160により受信され得るように命令、パスコード、キーなどをコントローラ145、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ伝達し得る。これらの実施形態では、情報は、中央サーバ110を通る必要はないが、その代りにコントローラ145、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ直接行ってもよい。中央サーバ110へ送信される情報の複製もまた、他のコントローラ145、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ転送され得る。

図2は、自転車140に関連するユーザからの情報を中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ伝達するのに有用な様々なハードウェア、ファームウェアまたはモジュールを含むコントローラ145の一実施形態を示すブロック図を描写する。コントローラ145は、ライダー情報モジュール210、地形情報モジュール220、ルート情報モジュール230、自転車情報モジュール240、バイオメトリック感知モジュール250および位置情報モジュール260を含み得る。コントローラ145はまた、プロセッサ205と、プロセッサ205により実行可能な一組の命令を格納する非一時的メモリ(不図示)とを含み、例えば情報をメモリから取り出し、情報をメモリへ格納し、ライダー情報モジュール210、地形情報モジュール220、ルート情報モジュール230、自転車情報モジュール240、バイオメトリック感知モジュール250および位置情報モジュール260のうちの1つまたは複数と通信する。

ライダー情報はコントローラ145により取得され得る。例えば、コントローラ145上のライダー情報モジュール210は、ユーザが入力/出力(I/O)装置215と相互作用する際に情報がユーザから受信され、適切な情報が受信情報に基づきユーザへ提示されるように、コントローラ145とI/O装置215間の通信を確立し得る。いくつかの実施形態では、コントローラ145はグラフィックユーザインターフェース(GUI)をユーザへ示し得る。ユーザは様々なやり方で情報を入力することを許可され得る。例えば、手動入力(例えばキーボード)は、ユーザが情報、情報を格納するサムドライブまたは他のメディア装置が接続され得るようにするポート、または他のI/O方法を入力できるようにし得る。いくつかの実施形態では、コントローラ145はライダー情報を自動的に取得するように構成され得る。例えば、ライダー情報モジュール210は、センサ(例えば指紋センサ)または他の機器(例えば近接場通信を使用する装置)と通信し、当該情報とユーザの識別子を判断するために既に格納されたユーザ情報とを比較し得る。いくつかの実施形態では、ライダー情報モジュール210は、情報を収穫し、情報を解析し、情報の概要をコントローラ145へ伝達して、コントローラ145の処理要件を低減し得る。

地形情報はコントローラ145により取得され得る。例えば、コントローラ145上の地形情報モジュール220は、メモリからマップを取り出してもよいし、マップまたは他の地形情報を取得するためにサーバ110または第三者サーバ160と通信してもよい。地形情報モジュール220は、位置情報を取得し、関連地形を判断するためにその位置情報を使用するために、位置情報モジュール260と通信し得る。

ルート情報はコントローラ145により取得され得る。例えば、コントローラ145上のルート情報モジュール230は、ライダー情報を得るためにライダー情報モジュール210と通信し、位置情報を得るために位置情報モジュール260と通信し、地形情報を得るために地形情報モジュール220と通信し得、ルートを計画するのに必要な追加情報を得るためにサーバ110、第三者サーバ160またはクライアントコンピュータ装置150と通信し得る。いくつかの実施形態では、ルート情報モジュール230は選択された時間においてだけ機能し得る。例えば、ルート計画がクライアントコンピュータ装置150を介し調整されれば(ルートがコーチによる命令に基づくということを示し得る)、ルート情報モジュール230は、ルートを判断し、次に1つのルートだけが存在するので例えばパワーダウンして休眠し得る。働くために通勤するためのルートを計画するためにルート情報モジュール230が使用されれば、ルート計画モジュール230は回リ道、トラフィック鈍化、または他の問題が存在する場合にはライド中そのままであり得るので、ライダーはライド開始後にルートを変更したいまたは変更する必要があるかもしれない。

コントローラ145は変速機に関する情報を判断するためにセンサと通信し得る。情報は、速度比、傾斜角、傾斜角の変化率、または自転車上の変速機の性能に関係するいくつかの他の情報を含み得る。いくつかの実施形態では、自転車情報モジュール240は、信号を受信しこれらの信号とメモリ内に格納された信号とを比較するためにセンサと定期的に通信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、自転車情報モジュール240は情報を収穫し、情報を解析し、情報の概要をコントローラ145へ伝達して、コントローラ145の処理要件を低減し得る。

コントローラ145は、情報を取得するために心拍数モニタ、呼吸数センサ、温度計または他のバイオメトリックセンサ255と通信し得る。いくつかの実施形態では、バイオメトリック感知モジュール250は情報を収集するために心拍数センサ、呼吸数センサなどと所定速度で通信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、バイオメトリック感知モジュール250は情報を収穫し、情報を解析し、情報の概要をコントローラ145へ伝達して、コントローラ145の処理要件を低減し得る。

コントローラ145は、位置情報を取得するためにGPS装置265と通信してもよいしGPS受信機を含んでもよい。いくつかの実施形態では、位置情報モジュール260は情報を収穫し、情報を解析し、情報の概要をコントローラ145へ伝達して、コントローラ145の処理要件を低減し得る。

コントローラ145により受信される情報(モジュール210、220、230、240、250、260のうちの任意のものから受信された情報を含む)は他の情報と相関付けられ得る。例えば、地形情報は、ルートに沿った傾斜を判断するために位置情報と相関付けられ得る。コントローラ145は、この情報を中央サーバ110、他のコントローラ145、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ送信し得る。

中央サーバ110、他のコントローラ145、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ送信された情報は、解析され、集約され、セグメント化され得る、またはそうでなければ追加情報のために処理され得る。情報は、受信されると解析されてもよいし、後の解析のために格納されてもよい。

いくつかの実施形態では、情報は中央サーバ110へストリームされてもよいしパケット化されてもよい。情報の解析は、情報の特定パケット、情報のストリームのセグメント、または情報のいくつかの他の部分に対し行われ得る。中央サーバ110へ送信されたライダー情報の解析は、競争しないライダー、設定ルートに従わないライダー、まれに乗るライダー、またはそうでなければ特定のカテゴリに入らないライダーを含むライダーのカテゴリだけでなくライダーのパフォーマンス能力も判断するために使用され得る。中央サーバ110へ送信されたルート情報の解析は、例えばルートの難しさを判断するために使用されてもよいし、1つまたは複数の補足ルートまたは代替ルートを識別するために使用されてもよい。自転車または機器情報の解析は自転車またはその上の部品の性能特性を判断するために使用され得る。

集約は様々な粒度の情報を収集することを含み得る。例えば、集約は、特定自転車上の特定ルート上の特定ライダーに関する情報を受信することを含み得、またライダーのグループの平均速度、平坦な地形上のマウンテンバイクの平均速度に関する情報を含み得る。集約はソースから情報を受動的に受信することまたは情報を能動的に要求することを含み得る。集約は情報が受信されると行われてもよいしある初期解析後に行われてもよい。集約は、情報を特定のライダー、ルートまたは機器へ関連付ける可能性がある任意の情報を奪うことを含み得る。情報は特異集合として集約されてもよいし、時間、場所、性別または他の判定基準に基づき集約されてもよい。集約情報は中央サーバ110へ結合されたレポジトリー内などに格納され得る。

多くの既存データ収集システムに関する問題は、データが経過時間、平均心拍数、平均速度の一般的出力へ希釈されるという基本的性質である。本明細書において開示される実施形態は、ライドをより良く理解するための重要な解析を提供し得る。ルート情報の解析はセグメント化を含み得る。情報のセグメント化は、時間(すなわちラップ)以外のいくつかの判定基準に応じて情報を2つ以上の部分またはセグメントに分離することを含み得る。セグメント化は、情報が中央サーバ110中へ受信されると発生してもよいし、情報が中央サーバ110から要求されると発生してもよい。図3A〜3Fは、情報をセグメント化するための技術を示す表またはグラフを描写する。

図3Aは、一組のライダーに関する情報を格納するための表300−1を描写する。列310はライダー識別番号を含み得る。列320は年齢などライダーに関する情報を含み得る。列330はライダー性別などの情報を含み得る。列340は、スキルレベル、経験またはいくつかの他の判定基準などの情報を含み得る。列350は、ライダーがレクリエーションライダー(R)、スポーツライダー(S)、通勤者(C)、ツアー(T)であるか、または傷をリバビリしている(M)かなどの追加情報を含み得る。表300−1は、中央サーバ110に付随するメモリ内に格納され得る情報の例である。表300−1またはその一部は、共有されてもよいし、コントローラ145、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ伝達されてもよい。一例として、ライダーID 10010に関連付けられたライダーは22歳、男性、スキルレベル2であり得、スポーツライダーであり得る。ライダーID 10010に関連付けられたライダーに関する情報は、スポーツライダーに特化された機器、2のスキルレベルを有するライダーの機器、男性ライダーの機器または服装、22歳ライダー間で人気のある機器または服装に関連付けられる第三者サーバ160等々へ転送され得る。

図3Bは、特定ライダーに関する情報を格納するための表300−2を描写する。表300−2は、ユーザの安静時心拍数または他のバイオメトリック情報、ユーザが達成した最高速度、ユーザが達成した最大トルク、ユーザが走行した最長距離などの情報を格納し得、またライド時に達成された最大ペダル速度(RPM)、カバーされる(総)距離、当該ユーザに固有の他の情報などの情報を含み得る。一例として、ライダーID 10010に関連付けられたライダーは、毎分54心拍数(BPM)の安静時心拍数を有し、毎時56キロメートル(kph)の最高速度を達成し得、43ニュートン・メートル(Nm)の最大トルクを生成し得、単一ライドで最長202km漕いだかもしれなく、毎分154回(rpm)の最大ペダル速度を達成し得、合計34032キロメートル(km)を走行したかもしれない。クライアントコンピュータ装置150による表300−2内に見出される情報へのアクセスは、例えばコーチがライダーのトレーニングを評価し、ライダーにとって適切な自転車を判断できるようにし得る。例えば、コーチは、どの回転速度(律動)でライダーが最大動力を発現したかを知りたいかもしれない。第三者サーバ160による表300−2内に見出される情報へのアクセスにより、例えば機器製造業者が保証クレームを評価できるようにし、製造者が今度のバージョンの製品制限または保証クレームを判断できるようにし、製造者が製品性能を比較できるようにし、製造者が特定グループのユーザへ製品を売り込めるようにし得る。

図3Cは、特定ライダーにより完了されたライドに関する情報を格納するための表300−3を描写する。各列は特定ルートに対応し得る。列は、カバーされる距離およびルートを完了するために必要な時間に関する情報を含み得る。加えて、表300−3は、ルートのユーザ評点、ルートの傾斜、平均速度、平均トルク、最大心拍数、平均心拍数、またはいくつかの他バイオメトリック情報などを含み得る。例えば、ライダー10010は4回のライドを完了したかもしれない。ライド毎の距離および時間はコントローラ145により自動的に記録され(または伝達され)得る。ユーザ評点は、ライダー10010により提供され、コントローラ145により記録(または伝達)される。傾斜はユーザ評点と比較した距離および時間に基づき判断され得る。したがって、より多くのライダーが同じルートに乗れば乗るほど、より多くの情報が収集および判断され、その後のライダーのライドを改善し得る。クライアントコンピュータ装置150による表300−3へのアクセスは、あるプロファイルを有するルートに対するライダーのパフォーマンスをユーザ(例えばコーチまたはトレーナ)が評価できるようにし得る。第三者サーバ160による表300−3へのアクセスにより、第三者が保証クレームを評価し、サービス間隔を予測し、宿舎、サービス、機器などに関する取り引きのための特定グループまたはタイプのライダーを標的し得るようにする。

図3Dは、特定ルートに関する情報を格納するための表300−4を描写する。各列は乗られるルートの特定インスタンスに対応し得る。例えば、ルートは、ロードバイク上の第1の人とマウンテンバイク上の第2の人により乗られ得る、またはルートは夏に乗る際にあるやり方で定義され、冬季に乗る際に別のやり方で定義され得る、等々である。列は、ルート距離、ルートを完了するために必要な時間、ルートに沿った最大上り傾斜(上り)、ルートに沿った最大下り傾斜(または下り)、ライダーの平均数/日、ルートに乗った全ライダー、ライダーのピーク数(シーズン中)、ライダーのピーク数(シーズンオフ)、ライダーの平均数(シーズン中)、ライダーの平均数(シーズンオフ)、ライダーの平均数(月当たり)などの情報を含み得る。列はルートに沿った自転車性能に対応する情報も含み得る。連続可変変速機(CVT)を有する自転車のユーザのルートに関する情報を格納する表300−4は、傾斜可能遊星車軸(tiltable planet axle)の最大傾斜角に関する情報を格納する列を含み得る。図3Dに描写するように、ルートID 4283を有するルートは、35kmをカバーし、7%の最大上り傾斜と3%の最大下り傾斜を有し、6371人のライダーにより乗られ得、代替経路はルートID 4567であり得る。加えて、表300−4は自転車性能に関する情報を記録するために使用され得る。例えば表300−4はCVTの動作パラメータに対応する情報を含み得、例えばボールタイプCVTの最大傾斜角は13度だった。製造者に関連する第三者サーバ160による表300−4へのアクセスにより、例えば製造者が将来製品の好ましい動作範囲を特定し、保証クレームを評価できるようにし得る。クライアントコンピュータ装置150による表300−4へのアクセスにより、例えばコーチがトレーニングパフォーマンスを評価し、新しいゴールを設定できるようにする。例えば、無段変速機を有するライダーがルート4283に乗り、17度の最大傾斜角を記録すれば、当該情報は、ルート、ライダーのパフォーマンス、機器などをさらに解析するために中央サーバ110、第三者サーバ160またはクライアントコンピュータ装置150へ伝達され得る。

図3Eは、ルートの情報に関連するグラフ300−5を描写する。ルートはセグメントに分割され得る。セグメントの数と各セグメントの長さは所定判定基準に基づき得る。いくつかの実施形態では、セグメントは、自転車の車輪回転数(例えば500車輪回転)、傾斜変化(例えば1〜3度、4〜6度、7〜8度、9+度)、高度変化(例えば、50mの高度変化毎に新セグメント)、またはいくつかの他の判定基準に基づき得る。グラフ300−5は、それぞれが傾斜または勾配に基づき判断された5つのセグメントに分割された8kmルートを描写する。図3Eに示すように、セグメントAは第1の傾斜(若干の上り勾配)を有し、セグメントBは第2の傾斜(急な上り勾配)を有し、セグメントCはほぼ平坦であり、セグメントDは第3の傾斜(下り勾配)を有し、セグメントEはほぼ平坦である。したがって、ルートが始めから終わりまでわずかな傾斜(若干の上り勾配)だけを有するが、実施形態は、ライダーと機器がルートに沿ってどのように行っているかに関しより良い理解を得るためにルートをセグメント化し得る。

図3Fは、ルート(例えばルート1234)に関する情報を格納するための表300−6を描写する。ルートに関する情報を格納することは、ルートを複数のセグメント(また、一般的に「区画」とも呼ばれる)にセグメント化することを含み得る。表300−6は、図3Eに描写されるルートセグメントに対し格納される情報を描写する。各列は特定セグメントに関する情報を格納するために使用され得る。列は、セグメント識別番号、セグメントを完了するために必要な時間、およびセグメントの平均傾斜などの情報を格納し得る。CVTを有する自転車のユーザに関しては、実施形態はさらに、平均傾斜角、最大傾斜角、一回転当たり最大傾斜角、ペダル速度などの情報(平均RPM、最大RPM、ライドを完了するために必要なバッテリ残量、最大動力取り出し、平均動力取り出し、動力が取り出されたルートの割合、ライダーの右脚が特定の角度にあったときに取り出された動力と比較したライダーの左脚が特定の角度にあったときに取り出された動力の差異などを含む)を格納し得る。

本明細書に記載される概念をさらに理解するのを助けるために、例が提供される。ユーザは、選択された駆動系、車輪、フレームおよび他の機器を有する自転車を購入する。ユーザは、自分の嗜好に関する情報と任意の部品を含む自転車に関する情報とを提供することを含み中央サーバ110に登録する。いくつかの実施形態では、コントローラ145は、1つまたは複数の部品に関する情報を検知または判断しこの情報を中央サーバ110へ自動的に伝達する機能を含み得る。中央サーバ110は1つまたは複数の第三者サーバ160へ保証情報を伝達し得る。ユーザが自転車に乗るたびに、コントローラ145は、ルートに関する情報を得、トレーニングゴールを得、そしてルートに沿った中継地などを判断するために中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160と通信し得る。次に、コントローラ145は、ルートに沿ったライダーのパフォーマンスを監視し、パフォーマンスに関する選択情報を中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ送信する。クライアントコンピュータ装置150に送信された情報は、どのようにライダーが行っているかまたはどのように機器が行っているかをコーチに見られるようにするために実時間で送信される。中央サーバ110へ送信された情報は、ルート、ライダーおよび自転車に関する情報を含む。ライダーまたはコーチ/トレーナはさらに、自転車がサービスを必要とするということを示す情報を受信し、ライダーのパフォーマンス(同じルートに沿ってライダーが完了した他のライド、他のルートに沿った同等ライド、同じルートに沿った他のライダーによるライド、または同等ルートに沿った他のライダーによるライドのいずれかに関する)の評価または他の情報を受信し得る。中央サーバ110および/または第三者サーバ160は、自転車または部品の性能を評価するためにコントローラ145から受信されたデータを解析し得る。情報は、次のライドのトレーニングゴールを調整するためにクライアントコンピュータ装置150またはコントローラ145へ伝達され得る。上記工程はユーザが自転車に乗るたびに繰り返される。

図4は、自転車の制御方式に使用されるルート計画を示す流れ図を描写する。制御方式は、モータへ結合され得る連続可変遊星(CVP:continuously variable planetary)変速機などの無段変速機(CVT)と共に使用され得る。ルート計画は、利用すべき道路およびトレイルまたは回避すき道路およびトレイルを識別するために、位置情報、地形図、または地形情報の他のソースおよび自転車情報を使用することを含み得る。コントローラ145など本明細書において説明されるコントローラの実施形態は図4を参照して説明するやり方でルート計画を実施し得る。

工程410において、位置情報は、GPS受信機412、セルラ三角測量システム414またはある他のナビゲーションシステム、またはメモリ416からコントローラ(コントローラ145などの)により取得され得、位置に関連する高度、温度、日の出時間、日没時間、湿度、風速、風向、露点または他の情報を含み得る。

工程420では、地形情報が取得され得る。情報は、中央サーバ110により取得され、コントローラ145、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ伝達され得る、または図1に描写するコントローラ145などのコントローラにより直接取得され得る。地形情報は高度(例えば勾配)の変化を含む高度に関する情報を含む。地形情報は、自転車と一体化したメモリ416内に格納されるまたはネットワーク405上で地形情報データベース406と通信することにより取得される地形図を含み得、さらに最高高度、最低高度、平均高度、勾配を含み得、また道路、経路またはトレイルに関する情報(交差点、踏切、スクールゾーン、建築ゾーン、沈下橋などを含む)を含み得る。

工程430では、自転車情報は上記コントローラ145へ結合された中央サーバ110などにより取得され得る。自転車情報は、メモリ416内に格納され得る、またはネットワーク405などのネットワーク上で中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160と通信することにより取得され得、そして速度比の範囲、トルク比、動力比の範囲、バッテリ充電レベル、バッテリ最大電流レベル、平均バッテリ電流引き出し、最大原動力出力および平均原動力出力を含む情報を含み得る。いくつかの実施形態では、コントローラ145または中央サーバ110は、CVTの傾斜角と速度比、トルク比または動力比とを相関付けるデータ構造を格納し得る。

工程440において、ライダー情報は、ユーザインターフェース142から、ネットワーク405を介し通信可能に結合されたデータベース406から、またはクライアントコンピュータ150から取得され得る。加えて、バイクに取り付けられたセンサが体重、体温、心拍数および呼吸数を含むライダーに関する追加情報を判断し得る。ライダー情報は好ましい律動または律動の範囲に関する情報を含み得る。

工程450では、標的ルート情報がコントローラ145により取得され得る。ルートは、ユーザインターフェース142を介しユーザにより入力されてもよいし、ネットワーク405を介しデータベース406から取得されてもよいし、友人または他のユーザから取得されてもよい。標的ルートは、ユーザ判定基準に基づき判断され得、具体的またはオープンであり得る。ユーザにより入力されるルートはユーザに特有または既知であり得、手動で入力され得、所定のまたは予めロードされた一組から選択され得るまたはダウンロードされ得る。ルートは、ライダーに特有であってもよいし、確立されたサイクリング競争においてカバーされるルートなどのように既知であってもよい。ユーザ入力に基づくオープンルートの例は、ユーザが開始点と距離とを入力すること、ユーザが時間および終了点、ループおよび多くのラップ、または他の判定基準を入力することを含み得る。実施形態は判定基準を使用し、それに応じてルートを判断し得る。ルートは開始点またはある他の点と同じ場所で終わるように選択さ得る。ユーザ判定基準の他の例はカロリー目標、心拍数またはある他のバイオメトリックパラメータを含み得る。

工程455では、ユーザが乗ることを目的とするルートの解析は、実際のルートを導出するコントローラ145、中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160のうちの1つまたは複数により行われ得る。ルートの解析は、選択ルートがユーザにとって理想的ではないということを判断し得る。例えば、ユーザは具体的なゴールを入力し得る。中央サーバ110またはクライアントコンピュータ装置150は、道路、トレイルまたは他のルートが長い、短い、大きな高度変化を有し得、小さい高度変化を有し得、より急な勾配を有し得、より平坦であり得る、またはそうでなければユーザが自身のゴールを達成するためには望ましくないプロファイルを有し得るということを判断し得る。第三者サーバ160は、自転車140上の電気モータへ結合されたバッテリが全ルートを持ちこたえるのに十分な電力を有していないということを判断し得る。解析は、これらの部品を有するバイクの実施形態ではバッテリおよびCVT(および、設置されていればモータ)に関し行われ得る。解析は、ライダーにとって理想的な範囲内でCVTを動作させることが一定の平均動力レベルまたは最大動力レベルを引き出すということを判断し得る。解析の結果は、ライドが保証観点から許容されるまたはライダー観点からすら可能であるどうかを判断するために、保証情報と比較されてもよいし、実際のバッテリレベルなどと比較されてもよい。本明細書において開示される実施形態は、好適なルートプロファイルに関するユーザ入力を解析し、ルート上で遭遇する実際の地形を解析し、自転車の1つまたは複数の性能特性を解析し、所望プロファイルにより厳密に一致するように自転車の性能特性を調整するためにこの情報を利用し得る。

具体例として、ユーザは登るスキルを改善するために丘の上でトレーニングしたいが、ほぼ平坦な地形を有するエリア内に住み得る。したがって、ユーザがユーザインターフェースに「丘登り」を入力しても自転車はこのゴールを果たすことがほぼできない。本明細書において開示される実施形態は、丘を望むためのユーザ判定基準を考慮し、丘が存在しないということを判断するために実際の地形を解析し、自転車変速機に関する情報を収集し、平坦な地形を補償して丘の感覚を生成するためにどのように変速機を調整すべきかを判断し得る。逆に、ライダーが丘陵地に住んでおり、平坦な地形上で自転車に乗りたければ、実施形態は険しい地形を補償するために変速機を調整し得る。いくつかの実施形態では、CVTを有する自転車は、丘を模擬するためにライダーからより大きなトルクを必要とするようにCVTを変更し得る。いくつかの実施形態では、モータ/発電機およびバッテリを有するCVTを有する自転車は、CVTを介しバッテリを充電するライダーにより丘が模擬されるようにCVTを充電モードに構成することにより丘を模擬し得る。いくつかの実施形態では、CVTを有する自転車は、平坦な地形がライダーに対して模擬されるように、モータを使用して動力を加え得る。さらに、実施形態は、ルートが実際のルートに一致しなくてもライダーが選択ルートに乗る感覚を有するように予行シフトを利用し得る。

ライダーがゴールを達成できるということを保証するために他の構成が可能である。例えば、ライダーは、体重減少に基づきモードを選択して、最大VO2、耐久性、速度または疾走能力などを増加し得る。これらのゴールを達成するために、本明細書において開示される実施形態は、地形情報と組み合わせてGPSまたは他の位置情報に基づき実際の地形を判断し、ルートを識別し、選択されたルートのプロファイルを判断し、実際のプロファイルと選択されたプロファイルとの差を判断し、ゴールを達成するために自転車の性能特性を調整し得る。体重減少に関する一例として、実施形態は、運動の理想または最適期間(例えば30分)に基づきルートを判断し得る、理想律動(例えば60〜80rpm)または心拍数(例えば120bpm未満)を判断し得る、またはルートのプロファイルを判断し得る。

図4に関連して説明した方法または工程は、情報、一組のコンピュータ命令を格納するためのメモリを有するコントローラと、これらの命令を実行するように構成されメモリから情報を取り出すとともに情報をメモリへ格納することができさらにデータベース406、ユーザインターフェース142、クライアントコンピュータ150および他のコンピュータおよびコンピュータ装置と有線または無線接続で通信することができるコンピュータ装置と、により行われ得る。

工程460では、ライダー情報、位置情報、地形情報および自転車情報が取得される。いくつかの実施形態では、コントローラ145は、自転車140、ユーザ10またはルート468に関する情報を収集し得る。いくつかの実施形態では、中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160は情報をコントローラ145へ送信し得る。ルートは地形情報と併せた自転車の位置に基づき得る。制御方式または性能マップは、ライダー情報または地形情報と併せた自転車情報に基づき変速機を制御するために開始され得る。ライダーがルートに乗り始めると、コントローラ145は、実際のルートを達成するように変速機またはモータのシフトを制御し得る。実施形態は、ライダーがライドを通して自身のパフォーマンスを維持するということを保証するために制御方式または性能マップに従って速度比を調整し得る。制御方式は予行シフトを含み得る、または性能マップは予行シフトに部分的に基づき得る。コントローラ145もまたモータを制御し得る。いくつかの実施形態は、ライダーがゴールを達成することを保証するために予行シフトおよびモータ制御を利用し得る。

ライド中、工程470において、コントローラ145は情報を記録してもよいし、情報を中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ伝達してもよい。情報は、ルート、気象、自転車性能またはライダーパフォーマンスに関する情報を含み得る。ルートに関する情報は、走行距離、任意の高度変化、任意の道路またはトレイルの勾配、または道路または経路の粗さまたは滑らかを含み得る。自転車情報とライダー情報は、何回変速機の速度比が変化したか、どの範囲の速度比がライド中に使用されたか、中央速度比、平均速度比、速度比のモード、変速機が受けた最大トルク、変速機が受けた平均トルク、変速機が受けたトルクの範囲、ライダーにより生成された最大動力、ライダーにより生成された最大動力、ライダーにより用いられた平均動力、ライダーにより印加された最大トルク、ライダーにより印加された平均トルクなどを含み得る。実施形態はさらに、ルート情報と併せて自転車情報またはライダー情報を解析し得る。そうする際、実施形態は、例えばどの律動でライダーが最大動力を生成するかを判断し得、またどの道路勾配でライダーが最大動力を生成することができるかを判断し得る。

サイクリストはしばしば、他のサイクリストと時間、ルートおよび距離を含みライドについて議論する。工程480において、サイクリストは、さらに一歩進み、情報をネットワーク405を介しコンピュータ150−1または150−2へダウンロードすることにより、または他のサイクリストに中央サーバ110または第三者サーバ160内に格納された情報をダウンロードできるようにさせることによりのいずれかで、努力、体験、またはあるパフォーマンス特性を、ブルートゥース(登録商標)またはある他の近接場通信482または484上で他のサイクリストと直接比較し得る。第1のライダーは第1のプロファイルを有する第1のルート沿って第1の自転車に乗り得、コントローラはルートに関する情報、気象、ライダー情報、自転車情報または他の情報を記録し得る。自転車140はコントローラ145へ通信可能に結合された複数のセンサを有し得る。センサは、自転車速度、車輪速度、変速機への入力速度、変速機からの出力速度または変速機の速度比を検知するためのセンサを含み得る。コントローラ145へ通信可能に結合された他のセンサは、温度計、気圧計、またはある他の気象センサ、または高度計、加速度計または他の空間センサを含み得る。

コントローラ145は信号を受信し信号の解析を行うための一組の命令を実行するように構成される。実施形態は、情報を別の解析に好適なフォーマットで記録するために、考察すべき高度、温度、風速、風向または他の情報を含むルートに関するアカウント情報を正規化し得る。

ライダーは、第2のライダーに関連付けられたまたは第2のライダーによりアクセス可能なまたは中央サーバ110または第三者サーバ160から第2のライダーによりダウンロード可能なクライアントコンピュータ150へ送信されたファイルを介するなどして別のライダーと情報を共有し得る。ファイルは生情報または正規化情報を含み得る。第2の自転車は第2のルートを計画するために情報を使用し得る。次に、第2のライダーは、第2のプロファイルを有する第2のルート沿って第2のバイクに乗り得る。第2の自転車は、第1のルートに乗る体験を有するように、位置情報と第2のプロファイルのマップを使用して第2の自転車の性能特性を調整し得る。第2の自転車コントローラはまた、第1のライドからの情報と第2のライドからの情報とが比較されるように第2のルートからの情報を正規化し得る。いくつかの実施形態では、第1の自転車または第2の自転車は無段変速機または変速機/モータ組み合わせを利用する。

自転車および自動車に関わる事故は関与するいかなるサイクリストにとっても致命的となり得るので、安全性はサイクリストの別の心配である。マップ上で自身の位置を知るサイクリストは自身の速度を調整してもよいし別のルートを採ってもよい。しかし、トレーニングラン中のサイクリストはトレーニングランを停止したくないかもしれないまたは中断を補償することができないかもしれない。本明細書において開示される実施形態は、危険なエリアまたはゾーンについてサイクリストに警告し、危険を緩和するのを助け得る。自転車は、地形図または他の地形情報と併せてGPSまたは他の位置情報を利用し得る。本明細書において開示される実施形態は、ユーザからの入力を必要とすることなく危険なゾーンに関する情報を判断してトレーニングランを調整し得る。

図5は、位置情報、地形情報、ライダー情報または自転車情報に基づき制御方式またはルートを調整する1つの方法を示す流れ図を描写する。コントローラ145など本明細書で説明されるコントローラの実施形態は、図5を参照して説明するやり方で制御方式またはルートを調整し得る。トレーニングランを調整することは、トレーニングランの一部をサイクリストがゾーンを通過した後まで遅らせること、ルートの一部がゾーンに達する前に完了されることを保証するためにトレーニングランの一部を短縮すること、サイクリストがゾーンを安全に進めるようにするのに最も適した速度比へ変速機を調整すること、またはライダーがゾーンをできるだけ迅速に通過するのを支援するために動力を提供することと、を含み得る。トレーニングランの一部を遅らせることは、サイクリストがゾーン中をより速く漕げるようにする比へギヤ比または速度比を調整することを含み得る。トレーニングランの一部を短縮することは、ライダーが本来計画されたものより短い距離にわたって同じエネルギー量を費やすように抵抗を増加することを含み得る。トレーニングランを調整することは、危険が存在するということと自転車が必要に応じ速度比を調整するおよび/またはシステムへの動力を加えることになるということとをライダーへ知らせるための信号、警報または他の指標を提供することを含み得る。

トレーニングランを調整することは、自転車の位置、自転車の速度またはある他の判定基準に基づきトレーニングランを中断することを含み得る。いつ自動シフトを中断すべきかを判断することはルートの前にまたはルート中に発生し得る。工程510において、コントローラ145は、自転車情報502、ライダー情報503、ルート情報504、標的ルート情報505、位置情報506および地形情報507を収集し、これら情報の解析に基づき制御方式を判断する。工程520では、コントローラ145は、ライダー安全性550またはバイク性能/ライダーパフォーマンス560に基づきルートまたは制御方式を調整する。コントローラ145は、どのように変速機の自動シフトまたはモータの自動運転を中断すべきかを含みいつ変速機またはモータの自動シフトを中断すべきかを判断し得る。工程530において、コントローラ145はライダーパフォーマンスおよび自転車性能への影響を測定する。工程540において、新しい制御方式の効果は、データベース406内に記録されてもよいし、中央サーバ110へ伝達されてもよいし、第三者サーバ160へ伝達されてもよいし、またはクライアントコンピュータ150へ伝達されてもよい。

どのように実施形態がトレーニングラン中に自動シフトまたはモータを中断し得るかの例として、サイクリストは自転車が交差点、スクールゾーンなどに物理的に近づけば速度を落としたいまたは速度を落とす必要があるかもしれない。しかし、自転車が丘登りを含むトレーニングモードであれば、自転車は、ライダーがゾーン中で速度を増す結果となり得る速度比となるように設定される可能性がある、またはモータを使用することにより動力を加えようとさえする可能性がある。別の例として、自転車は下り坂上に物理的に存在するかもしれなくライダーは交差点を単に惰走または横断しているが、仮想バイクは険しい登りの底部に近づいており、登りを模擬するために制動力を印加したい。本明細書において開示される実施形態は、位置情報、地形情報、ライダー情報および自転車情報を取得するように構成されたコントローラ145を含み得る。位置情報、地形情報および自転車情報を解析することで、コントローラ145にこれが安全でないエリアであることを認識できるようにし、コントローラは、交差点内にバイクをターボブーストしないように、スクールゾーン内で速度を増さないように、自転車が沈下橋内、踏切上等々で横断の真最中であるときに制動力を印加しないように、トレーニングプログラムを中断し得る。制御方式の中断は、予行シフトが望ましくないルートの一部に自転車が入る前の最後の状態に変速機を維持することを含み得る。例えば、変速機が無段変速機であれば、制御方式を中断することは、複数の傾斜可能ボールが現状から離れて傾斜するのを防止することを含み得る、傾斜を数度までに制限することを含み得る、または傾斜角を零度となるように変更することを含み得る。比較として、変速機がギヤ式変速機であれば、制御方式を中断することはギヤシフトの防止を含み得る。

上述のように、実施形態は、ルートが開始される前に変速機の自動シフトまたはモータの動作を中断し得る。したがって、実際のルートが所与の距離または規定の地形を上回ると予想されれば、コントローラ145はルートのすべてまたは一部に対しモードを中断するように選択し得る。例えば、実際の距離が長ければ、コントローラ145は、モータが総距離に対し高性能モードで行うことができなくなるということを判断し得るので、コントローラ145は、全ルートまたはルートの一部の高性能モードを中断し得る、またはモードが可能にされる範囲を制限し得る。上記例を続けると、性能モードは、ライダーが苦闘しており助けが必要である場合にルートの最後の数マイルまたは最終部分(例えばパーセント、距離、推定時間)の間省略され得る、性能モードは第1の部分で使用され得、トレーニングを次第にきつくするように徐々に弱められ得る、または性能モードは5%勾配より大きな勾配だけで開始し得る、等々である。他のモードは無効にされ得る(すなわち、全ルートに対し中断され得る)。例として、ルートがほぼ平坦であると予想されれば、「丘登り」モードは無効にされ得る、または、ルートが純粋に上り坂であれば、バッテリを充電するためにライダーにより生成される電力を利用する「バッテリ充電」モードは無効にされ得る。

上述のように、コントローラ145はライドに関する情報を伝達または記録し得る。この情報は、ルート、自転車性能またはライダーパフォーマンスに関する情報を友人へ送信して友人がルート条件を模擬しライドパフォーマンスを比較できるようにするために使用され得る。情報はまた、実際の動作条件下の自転車の性能特性を判断するために使用され得る。コントローラ145により取得される自転車性能に関する情報は、平均車輪回転速度、最大車輪回転速度、中央車輪回転速度、平均変速機速度比、最大変速機速度比、中央通信速度比、最大変速機トルク比、平均変速機トルク比、中央変速機トルク比、通信速度誤差、変速機トルク誤差、エンコーダ位置の総変化回数、エンコーダ位置の平均変化回数、距離当たりエンコーダ位置の最大変化回数、距離当たりエンコーダ位置の平均変化回数、地形の変化毎のエンコーダ位置の最大変化、地形の変化毎のエンコーダ位置の平均変化、効率などを含み得る。ライダーに関する情報は、生成された最大動力、生成された平均動力、着座時間、立っている時間、心拍数、呼吸数などを含み得る。コントローラ145はこの情報を直接または間接的に収集し得る。直接収集は、他の部品の外部または内部のいずれかに位置するセンサの使用により発生し得る。間接収集は、選択されたセンサからの信号を使用して数学的関係に基づき他のパラメータを導出することにより発生し得る。

コントローラ145により収集される情報は別のコンピュータまたはサーバへ実時間で伝達されてもよいし、自転車140へ作動可能に結合されたサーバまたはコンピュータにより後の通信および処理のために格納されてもよい。情報は、ライド技術の変動を識別するために処理され得、また製造工程、ベンダー製品、プロセスなどの変動を明らかにし得る。例えば、車輪回転当たりエンコーダ位置の平均変化回数が100であり、車輪回転当たり125回の変化をしているということを自転車からの情報が示せば、この差は、間隔、角度または他の許容誤差が小さ過ぎる、車軸上に過剰摩耗がある、またはセンサが故障している等々の指標であり得る。自転車の最大エンコーダ位置が最大ボール車軸角度は50度であるということと最大エンコーダ位置は45度だけを示すべきであるということを示せば、この差は、許容誤差が甘過ぎる、ボール上に過剰摩耗がある、較正は誤っている等々を示す可能性がある。したがって、自転車140が動作していると、実施形態は、コントローラ145を利用してパラメータの値を記録し、これらの値を使用して自転車140の動作を定量化し得る。これらの値は、様々な環境内で動作する他の自転車との普遍的比較のために正規化され得る。

実施形態は、ユーザが他のライダーと情報を自動的に通信できるようにする。コントローラ145は、ユーザがルート、トレーニングランに関する情報、および他の情報を入力できるようにする。コントローラ145は、ルートを計画するためにこの情報を格納し、ルート全体にわたって変速機を制御し得、またルート、トレーニングランなどに関する情報を実時間で送信することができる。ユーザは、目的のルート、ルートを開始すべき推定時間、ルートを終えるべき推定時間、緊急連絡情報、ユーザのフィットネスレベル、気象などの情報を入力し得る。コントローラ145は、この情報を別のライダーへ直接送信し得る、または情報を中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ送信し得、中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160は次に、別のライダーによるダウンロードのために情報を転送または格納し得る。コントローラ145はまた、送信される情報へ情報を追加し得る。追加情報は、限定しないが位置情報、地形情報、気象情報、自転車情報を含み得る。ライダーがルートに沿って進むにつれて、実施形態は、他のライダーへ送信される情報を更新してもよいし、同情報を記録してルートの完了後にすべての情報を送信してもよい。ルートに乗っている間に情報を更新および送信することで、他のライダーに加わるように勇気付け、サポータがルートに沿った任意の点でこれらライダーを見れる、またはこれらライダーに会えるようにし得る、または、どのようにサイクリストが行っているかをコーチまたはトレーナが評価できるようにし得る。ルートが完了した後に送信される情報は、どのようにトレーニングプログラムが進んでいるかを評価し、様々な地形に対する理想ギヤ比を判断し、最大VO2および他のヒューマンパフォーマンスパラメータなどのより正確な判断などを得るために解析され得る。

ライダーまたはルートに関する情報を記録または送信することに加え、実施形態は、自転車性能に関する情報を記録または送信し得る。自転車情報は、時間、自転車性能の変化、ライダーパフォーマンスの変化、またはある他の判定基準に基づきサンプリングすることにより取得され得る。例えば、自転車情報は、0.5秒毎、地形の1メートルの変化毎、5車輪回転毎などに律動の2rpmの変化があるたびにサンプリングされ得る。この自転車情報は情報を正規化するために地形情報、気象情報またはある他の要因と相関付けられ得る。例えば、第1の自転車が2%勾配の丘を20kphで登っており、第2の自転車上の友人が19kphで2.2%勾配を登っていれば、実施形態はいずれかまたは両方の速度を標準速度、動力などに対し正規化し得る。続けると、両方の自転車が等しい下り坂部分上で同じ速度を達成すれば、実施形態は情報を比較して一方のライダーがより良い肉体的状態にあると判断し得る。しかし、一方の自転車が下り坂で同様に遅くなれば、実施形態は情報を比較して自転車の一方がより多くの摩擦を有する(これは低タイヤ空気圧、タイヤパンク、交換が必要なチェーン、または変速機のあるアラインメントまたは整備状態の結果である可能性がある)と判断し得る。

いくつかの実施形態では、ライダー情報と自転車情報との組み合わせが収集され得る。例えば、CVPのシフト位置、シフト速度、シフトタイミング履歴または様々なシフト位置の履歴を監視することはライダーが240%オーバードライブで10分間乗って次に60%アンダードライブで乗ったということを判断するために、組み合わせられ得る。

自転車は、Wi−Fi、ブルートゥース(登録商標)または他の通信プロトコルを使用して近くの自転車および他の車両と通信し得る。有利には、他の自転車140と直接通信することができる自転車140はライダーが他のタスクに専念できるようにする。自転車140間で伝達される情報はルート情報、ライダー情報または自転車情報を含み得る。

ルート情報は、どれくらい遠くまでライダーがルート内に進んだか、ルートまたはその一部、実際のルート(すなわち道路、トレイル、区間、休憩所など)を完了するためにどれぐらいさらに遠くまでライダーが乗ることを計画しているかに関する情報を含み得る。

ライダー情報は、ライダーの状態または経験、ライダーにより生成される動力、ライダーにより費やされるエネルギー、または他のパフォーマンス情報に関する情報を含み得る。複数の自転車140内の1つまたは複数のコントローラ145による解析は、どのライダーが一群のライダーの前にいるべきか、どのライダーが他のサイクリストの後ろでドラフティングしようすべきであるか、最適ライドおよびトレーニングのための自転車間の間隔等々を判断するためにこの情報を使用し得る。

自転車情報は上記情報を含み得る。複数の自転車140内の1つまたは複数のコントローラ145による解析は、どの自転車140が最も小さい全体抵抗を有するか、どの自転車140が登りに最良か、どの自転車140が丘下りライドに最良か等々を判断するためにこの情報を使用し得る。いくつかの実施形態では、単一コントローラ145がすべての解析を行う。いくつかの実施形態では、複数のコントローラ145が分散計算処理を利用して解析を分割する。

ルート情報、ライダー情報および自転車情報を組み合わせて情報を解析することは、どれくらい長くライダーがリードすべきかを含み、どのライダーが上り坂部分上でリードすべきか、どのライダーが下り坂部分上でリードすべきか、どのライダーが平坦部上でリードすべきか、どのライダーが向かい風に恵まれているか等々を判断し得る。

通信はチーム車または他の車両と通信することを含み得る。通信は、上記ルート情報、ライダー情報または自転車情報のうちの任意のものを車両内のコンピュータ150へ伝達すること、またはルート情報、ライダーに基づくプログラム、または変速機を調整するための情報を受信することを含み得る。

次に図6を参照すると、通信は自転車上の部品間の通信を含み得る。部品はハブ、変速機、底部ブラケット、モータなどを含み得る。車輪610を有する自転車140は、サイクリストがトレーラを押すまたは牽引することができるようにするためにトレーラ620へ結合され得る。トレーラ620は、無段変速機などの変速機624へ結合されさらにコントローラ626へ通信可能に結合されたモータ622を有し得る。実施形態は、自転車140上のコントローラ145とトレーラ620上のコントローラ626間の通信を可能にし得る。いくつかの実施形態では、自転車140上の変速機614またはモータ612へ通信可能に結合されたコントローラ145は、速度比、車輪速度、自転車速度、トルク比または生成動力のうちの1つまたは複数をコントローラ626へ伝達し得、トレーラ620に付随するコントローラ626は、自転車140とトレーラ620間のヒッチまたは他の接続が引張力または圧縮力を感知しないように自転車140の速度比または動力出力を整合させるためにトレーラ620上の変速機624とモータ622のうちの1つまたは複数を制御し得る。いくつかの実施形態では、単一コントローラ145がモータ612、622または変速機614、624を制御し得る。有利には、連続可変変速機を有する自転車およびトレーラは、サイクリストがトレーラを引く(図6に描写するように)またはトレーラを押す(図示せず)ことができるようにするために容易に協働し得る。

自転車140とコントローラ145、携帯電話、またはある他のコンピュータ装置150、中央サーバ110または第三者サーバ160間の通信は自転車140より良いセキュリティを可能にし得る。例えば、コントローラ145を有する自転車140が無線通信を介しまたは共通ネットワークを介してのいずれかによりコンピュータ装置150へ通信可能に結合されており、誰かが自転車140を移動させるようとすれば、コントローラ145は、誰かが自転車140を移動させようとしているということをオーナへ警告するために情報を送信し得る。自転車140がスマートフォンとのブルートゥース(登録商標)範囲外に存在すること、バイオメトリック試験の失敗、一組のコントローラボタン上で正しいパターンを入力できなかったこと、所望パターンまたは構成で一組のLEDを点灯するためにハンドグリップを作動させることができなかったこと、またはいくつかの他の機械技術、光学技術、または電子技術のせいで無許可で移動されているということを実施形態は判断し得る。自転車140が盗まれれば、コントローラ145は、窃盗を阻止するかまたは自転車140を取り戻すために他の自転車140、クライアントコンピュータ装置150、中央サーバ110、第三者サーバ160と通信を継続し得る。例えば、様々な第三者コンピュータ150による自転車140との通信は、自転車140がルートに沿って追跡され得るようにし得る。さらに、実施形態は、自転車140または自転車140へ結合されたコントローラ145の機能のすべてまたは一部を非活性化し得る。例えば、実施形態は、シフト機構を極限速度比間で振動させ得る、駆動輪だけを惰性で走らせ得る、変速機または駆動輪を不快なまたは望ましくない速度比設定にロックし得る、または後輪が回転できないように駆動システムをロックアウトし得る。後輪をロックすることは、連続可変遊星運動装置(CVP)変速機を極限比にロックすることを含み得る。

本明細書において説明された機能および部品を使用することにより、実施形態は、急性または慢性症状を有するライダーのためのアクセス可能モードで自転車140が使用されるようにし得る。例えば、ライダーは他方の脚より弱い損傷脚を有し得る。コントローラ145は、ライダーが自転車140を推進するために損傷脚上で十分な動力を生成することができないということを示す複数の信号を1つまたは複数のセンサから取得し得る。例えば、コントローラ145は、サイクル中に各ペダルへ印可されるトルクを示す信号を受信し、一方の脚が損傷しているということを印加トルクの所定差または最小トルク値に基づき判断し得る。したがって、コントローラ145は、どれだけの動力が回転毎に印加されるべきかを調整し、ライダーを支援するために必要に応じ当該動力を自転車140へ不釣り合いに印加し得る。動力の印可は、自転車がスタートおよび安定するのを助けるために初めに動力を供給することを含み得、丘を登る際にまたは必要に応じ、通常より大きな動力を供給し得る。ライダーが癒えると、実施形態は、脚をリバビリする際にライダーを支援するために自転車変速機または変速機/モータ組み合わせを制御し得る。例えば、コントローラ145は、循環を増加させるための時間をライダーへ与えるためにライダーが最初の5分間動力を供給することができなくなる制御方式を利用し、靭帯を伸ばすまたはそうでなければライダーの脚をウォームアップし得る。脚がウォームアップされた後、制御方式は、リバビリ中の脚を使用するライダーから動力増加を要求するために切り替わり得る。CVPを使用することにより、実施形態は、どの脚を支援すべきかを判断し、さらに、動力を加えるべき、そしてより大きなライダー動力を必要とする等々の回転の角度を判断し得る。利点は、ライダーが脚外側をリハビリすることができるということである(事務所内でサイクリングマシンに乗る代わりに)。別の利点は、ライダーが医者または他の医療サービス提供者からリハビリプログラムを受信し、同プログラムを指定医者として実施し、ライダーのパフォーマンスパラメータの値(正規化データまたは生データのいずれか)を記録し、そしてライダーのリハビリが正確に評価され得るようにライダーのパフォーマンスパラメータを医者または他の医療サービス提供者事務所(すなわち、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160)へ送信することができるということである。

慢性健康問題または疾病を含む他の状態が同様に対処され得る。ライダーが所望プログラムをコントローラ145へ直接入力してもよいし、コントローラ145が例えばネットワーク上でまたはWi−Fiまたはブルートゥース(登録商標)を介し命令を受信するために通信してもよい。次に、実施形態はライダーの入力に応じて自転車140の動作をカスタム化し得る、または自転車140は、医療サービス提供者、トレーナなどにより確立されコントローラ145へ伝達されるプロトコルに従って作動され得る。

システムの実施形態は、複数のセンサから信号を受信し、信号に基づき値を計算し、ローカルメモリ内にまたはコントローラ145へ通信可能に結合されたデータベース内に格納された情報を取り出し、1つまたは複数の行動方針、制御方式、ルート、またはモードを計算するまたはそうでなければ判断し、それに応じて行動方針、制御方式、ルートまたはモードを実施することができるコントローラ145を含む。

いくつかの実施形態では、コントローラ(コントローラ145など)はハンドグリップと一体化され得るまたはそうでなければ自転車ハンドルバー上に取り付けられ得る。図7は、ハンドグリップと一体化されたコントローラの一実施形態の斜視図を描写する。コントローラ700は比率コントローラまたはハンドグリップコントローラとも呼ばれ得る。

自転車に乗っている間、ライダーはハンドグリップ702などのカバー部分を握り得る。ペダル(入力)のより多くの回転が後輪(出力)のより少ない回転を生成するようにライダーが速度伝達比を変更したい場合、ユーザはハンドグリップ702を回転させる。コントローラ700は無線通信を介しまたは有線接続として信号をハブへ送信し得る。

シフターの独特な要素は入/出比の視覚的ディスプレイ720である。これは筐体710上に配置される。アイコン730がディスプレイ720内に提示され得る。ハンドグリップ702が回転されると、アイコン730は角度位置決めを変更する。これは速度伝達比を視覚的に表す。したがって、ライダーが最大ペダル回転で動作していれば、アイコン730は第1の角度730Aで傾斜され得る。ライダーが急な丘を登っており、最高トルク比で動作していれば、アイコン730は第2の角度730Bで傾斜され得る。アイコン730は角度730Aと730B間の任意の角度(水平を含む)で傾斜され得る。コントローラ700はさらに、GPS受信機723、律動指示器721、通信送信機/受信機725またはセンサ727−1〜727−nを含み得る。

いくつかの実施形態では、コントローラはハブまたはハブインターフェースと一体化され得る。いくつかの実施形態では、ハブインターフェースはGPS受信機、ブルートゥース(登録商標)受信機、3軸加速度計またはセンサを含み得る。送信機/受信機は無線で互いに通信し得、また他の送信機/受信装置と通信し得るということを当業者は理解することになる。

複数のセンサは、3軸加速度計、タイヤ空気圧センサ、バッテリレベルセンサ、バッテリ電流引き出しセンサ、リアビューカメラ、空気質センサ、温度計、気圧計または他の気象センサ、入力速度センサ、出力速度センサ、速度比センサ、エンコーダ位置センサ、ブレーキ摩耗センサ、または位置、地形、気象、ライダー健康、ライダーパフォーマンス、自転車状態または自転車性能に関係する情報を提供することができるいくつかの他のセンサを含み得る。

いくつかの実施形態では、センサまたは他の部品は、センサまたは部品をフレームへ機械的、熱的、または化学的に結合することなどにより自転車と一体化され得る。いくつかの実施形態では、センサまたは他の部品は、センサまたは部品と他の部品とを一体化することなどにより自転車の部品と一体化され得る。いくつかの実施形態では、センサまたは部品は、自転車へ結合されてもされなくてもよいが自転車へ通信可能に結合される携帯コンピュータ装置の一部を形成し得る。アプリケーション(「アプリ」)はスマートフォンまたは他の携帯コンピュータ装置150上へダウンロードされ得、アプリは情報を自転車上のコントローラへ伝達し得る。

GPS受信機は自転車140と一体化されてもよいし、自転車140に付随するコントローラ145と一体化されてもよい。GPS受信機は、位置情報を得、コントローラと通信して当該地形情報を判断し得る。いくつかの実施形態では、コントローラ145は、ユーザが中間地点を入力できるようにし得、次に、位置情報を判断するためにこれらの中間地点を使用し得る。中間地点は緯度/経度または他の座標系で入力され得る。

3軸加速度計は自転車140と一体化されてもよいし、自転車140に付随するコントローラ145へ通信可能に結合されてもよい。3軸加速度計は速度、自転車旋回および道路の勾配を判断するために使用され得る。いくつかの実施形態では、3軸加速度計からの信号はルート情報およびライダー情報を判断するためにコントローラ145により解析され得、この情報は、速度信号を使用する代わりにモータおよびシフターを制御するために使用され得る。3軸加速度計からの情報は、性能モード中の最大加速度を保証するとともにある最小許容加速度を効率モードで維持するために使用され得る。例えば、モータセンサと変速機センサの両方を使用することにより、実施形態は、指令律動を考慮する制御信号として加速度を使用することにより好適な律動まで自転車140を加速し得る。3軸加速度計からの情報は勾配を測定するために使用され得、したがって、ライダーが自身の体重を入力すれば、コントローラはトルクを計算するために勾配、加速度およびライダー体重を使用し得る。雨を検知することができる気象センサと併せて3軸加速度計からの情報を解析することで、コントローラ145は、荒れた気象に起因した曲線で加速度を修正し得る。

高度計は、自転車140と一体化されてもよいし、自転車140に付随するコントローラ145へ通信可能に結合されてもよい。高度計は高度を判断するために使用され得る。高度計からの情報は、コントローラにより使用される位置情報をさらに精緻化するために3軸高度計からの情報またはGPS情報と併せて使用され得る。

温度計、気圧計、湿度センサ、または環境または気象に関する情報を提供することができる他の環境または気象センサ。気象センサから受信される情報は、トレーニングをカスタム化する(傷、健康問題または疾病を有する人々のためのアクセス可能モードで動作することを含む)ためのライダー情報および自転車情報と併せて使用され得る。例えば、弱い心臓を有するまたは熱傷の履歴を有する人が乗りたいかもしれないが、その医者は彼らの心拍数が最大心拍数を上回らないようにまたは激しい運動を回避するように指示した。実施形態は、ライダーが費やす可能性があるが最大心拍数を上回らない可能性がある最大動力レベルを判断して変速機、モータまたは変速機/モータ組み合わせの制御方式を調整するために気象情報を使用し得る。他のモードは、ライダーに汗をかかせないようにする「汗無し」モードを含み得、これは仕事目的のために自転車に依存する通勤者または個人にとって有利かもしれない。いくつかの実施形態では、温度計、気圧計、湿度センサ、または環境または気象に関する情報を提供することができる他の環境または気象センサからの情報がコントローラ145により取り出され得る。他の実施形態では、温度計、気圧計、湿度センサ、または環境または気象に関する情報を提供することができる他の環境または気象センサからの情報は中央サーバ110、クライアントコンピュータ装置150または第三者サーバ160へ送信され得、この情報に基づく命令がコントローラ145へ送信され得る。

他のセンサとしては、ユーザが生物測定学を利用して自転車をロック解除またはロックできるようにするために指紋認識または他のバイオメトリックセンサ、ユーザが音声命令を使用してコントローラと相互作用できるようにする音声認識センサ、ユーザが自転車に近づくとライトをオンにするまたはライダーが縁石、他のライダーなどに近づくと警告するために使用される近接センサが挙げられる。

カメラは様々な機能のために自転車と併せて使用され得る。いくつかの実施形態では、カメラは、自転車140に乗りたい人が自転車140のオーナと接触できるようにするために使用され得る。自転車140に乗りたい人は立ってその顔がオーナに見えるようにし、オーナは、その人を認識すると、自転車140をロック解除する命令を有するコードを自転車140またはコントローラ145へ送信し得る。この実施形態はまた、バイクオーナが自転車140をロック解除するキーを必要としないようにバイクオーナに自転車140を登録できるようにし得る。自転車140の前方に向かって取り付けたカメラがライドを記録するために使用され得る。地形または位置情報はカメラ記録と共に含まれ得る。

自転車140上の任意のセンサの位置は変わり得る。例えば、センサは自転車140のフレーム上(監視しているサブアセンブリまたは部品上を含む)に置かれ得る。

コーチングアプリケーションがライダー情報、地形情報、位置情報および自転車情報と併せて使用され得る。これら情報を使用することにより、コーチングアプリケーションは、どれだけの時間または距離がトレーニングランまたはルート内に残されているかに関する可聴情報、ペース、距離および一般的動機付け言葉を提供し得る。

本明細書において開示される実施形態は、ライダー体験を改善するためにも、他の技術と共に使用され得る。ヘッドアップディスプレイ眼鏡およびシールドはますます人気がでてきた。本明細書において開示される実施形態は、ユーザが前方の道路の重要なビューポイントから眼を離す必要が無いように、情報をユーザへ表示するように構成可能な任意の透明ディスプレイと通信し得る。バッテリ寿命に関する情報、バッテリが空になるまでの推定走行距離、速度、ライダーにより費やされるエネルギー、ライダーにより費やされるエネルギーの割合、心拍数、および他のパラメータ情報を表示することができることに加えて、実施形態はまた、ルート上に重畳されたデジタル画像を表示し得る。

デジタル画像の例は、限定するものではないが、地形の変化、危険である可能性があるエリア、またはルートの終わりに近いエリアを示すために道路の色をハイライトすることと、走行される距離、残された距離、中間点またはルートの終わりをマーキングするために仮想マーカを追加することと、標的時間または距離を示すためのサイクリストまたは地上のラインの仮想画像を含むペース設定器と、いつ疾走を開始すべきかを示すマーカ、または最短ルートをマーキングするライン、または動機付け支援のための支援サインまたはバナーを含む。

自転車と組み合わせてヘッドアップディスプレイを使用する方法はユーザへ提示される一組のマーカ、キュー、ゴールまたは参照子を判断するコントローラを含み得る。コントローラはルートを判断するために位置情報、地形情報、ライダー情報および自転車情報を使用し得る。ルートが判断されると、コントローラはさらに、ライダーのためのマーカ、キュー、ゴールまたは参照子を有することになるルート上のポイントまたはエリアを識別する。例えば、コントローラは、ルート上に丘が存在するということを判断し、丘の頂上をマーキングするマーカが存在すべきであるということを判断し得る。コントローラはさらに、マーカがライダーに大きく見えるべきであるということを判断し得る。次に、コントローラは、どれぐらい遠く離れたところからマーカがライダーに見えるようになるかを判断し得る。どれぐらい遠く離れたところからマーカが見えるようになるかを判断することは、マーカの寸法に依存するだけでなく、地形上丘の上のルートはマーカが極めて近くなるまで見えないようにカーブを迂回するかどうか、邪魔になる木々または構造が存在すかどうか等々にも依存する。次に、コントローラは、ライダーにより最初に見られたときにどれくらい大きくマーカが見えるべきかを判断し得る。次に、マーカが見えるべきであるとコントローラが判断した位置にライダーが近づくと、コントローラはマーカを表示するためのヘッドアップディスプレイへファイルまたは一組の命令を送信し得る。ライダーがマーカに近づくと、コントローラは、マーカの寸法が増加するように見えるように近づくライダーを補償するために寸法を調整することができる。

上述のように、実施形態は、丘の頂上をマーカの基準点に利用し得る。他の解析は、方位が変化する位置を識別するために位置情報を比較することにより、または位置の緯度と経度の両方の突然の変化があると、曲がり角が存在するということを判断し得る。実施形態はまた、丘、谷、尾根、浅い渓谷、山、谷、突起、切り込み、凹部、木々、河川、湖、流れ、池などの自然地形要素、またはビル、橋、暗渠、壁、交差点、道路のカーブ、休憩エリア、鉄道などの人工建造物を識別するために地形図を解析し得る。

本明細書において開示された実施形態は自転車に関するものとして説明された。しかし、これらの概念は他の設定内において等しく有用であり得、したがって限定されるものではないないということを当業者は理解することになる。