JP2018502549A - モータ付きホイールの装置および方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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（ｆ_ａ）。車両に加わる力（ｆ_ａ）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（ｆ_ｅ）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（Ｔ_ａ）を生じ、Ｔ_ａ＝ｆ_ｅＲ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（ｆ_ｆ）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（ｆ_ｆ）は、回転に逆らう、ｔ_ｆ＝ｆ_ｆｒの摩擦トルクを生じる。このトルク（ｔ_ｆ）は、半径Ｒにおいてかかる力（Ｆ_ｆ）の等価なトルクと置き換え可能である。したがって、Ｆ_ｆ＝−ｆ_ｆ（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ｆ_ａ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Ｆ_ｒ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）。

Ｆ_ｉ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。

Ｆ_ａｃｃ＝ｍａ．

したがって、車両にかかる合力ｆａは、摩擦力Ｆ_ｆと、タイヤの回転に必要な力Ｆ_ｒと、傾斜を登る力Ｆ_ｉと、加速のための力Ｆ_ａｃｃとに打ち勝つように使われる。

ｆ_ａ＝Ｆ_ｆ＋Ｆ_ｒ＋Ｆ_ｉ＋Ｆ_ａｃｃ

ｆ_ａ＝Ｆ_ｆ＋Ｆ_ｒ＋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。

ｆ_ａ＝−ｆ_ｆ（ｒ／Ｒ）＋ｔａｎ（ｑ）／ｍｇ＋ｍａ

かかった力（ｆ_ａ）が、摩擦力（Ｆ_ｆ）と、タイヤ回転力（Ｆ_ｒ）と、傾斜を登るための力（Ｆ_ｉ）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ｆ_ｆ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ｆ_ａ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ｆ_ａ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ｆ_ａ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（ｆ_ｆ）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。

Claims (23)

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、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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
16. 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。
17. 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。
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、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。
19. 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。
20. 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。
21. 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。
22. 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。
23. 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。