WO2012056510A1 - ペダリング矯正補助装置、ペダリング矯正補助方法、ペダリングの矯正を補助するプログラム、ペダリングの矯正を補助するプログラムを記録した媒体 - Google Patents

ペダリング矯正補助装置、ペダリング矯正補助方法、ペダリングの矯正を補助するプログラム、ペダリングの矯正を補助するプログラムを記録した媒体 Download PDF

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WO2012056510A1
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WO
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pedal
crank
pedaling
actual measurement
rotation angle
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Application number
PCT/JP2010/068870
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隆真 亀谷
隆二郎 藤田
岳彦 塩田
泰輝 児玉
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パイオニア株式会社
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    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/16—Training appliances or apparatus for special sports for cycling, i.e. arrangements on or for real bicycles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/20—Cycle computers as cycle accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
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    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
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    • B62J50/20—Information-providing devices
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    • B62J50/22—Information-providing devices intended to provide information to rider or passenger electronic, e.g. displays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M3/00—Construction of cranks operated by hand or foot
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
    • A63B2220/83—Special sensors, transducers or devices therefor characterised by the position of the sensor
    • A63B2220/833—Sensors arranged on the exercise apparatus or sports implement

Definitions

  • the present invention relates to a pedaling correction assisting device, a pedaling correction assisting method, a pedaling correction assisting method, a program for assisting a computer in pedaling correction, and a program for recording the pedaling state. Related to the media.
  • a device that is attached to a bicycle and calculates and notifies information related to the traveling of the bicycle and information related to the movement of the driver.
  • This device calculates predetermined information by receiving data from each sensor provided on the bicycle.
  • a pressure value detected by a pressure sensor provided on the pedal the pressure value over time that bears a force acting on the pedal such as a pedal depression force by the driver (hereinafter referred to as “pedal acting force”).
  • pedal acting force There is a traveling state detection device that calculates and notifies (displays) changes, the amount of exercise of a driver, and the like.
  • a bicycle meter that calculates and displays the optimal pedaling frequency based on the work rate (see, for example, Patent Document 2).
  • the travel state detection device described in Patent Document 1 displays a change in pressure value based on pedal action force in time series, and can use this to present one index for knowing its own pedaling.
  • an index for correcting pedaling related to the pedal action force such as the relationship between the pedal action force generated when the pedal is depressed and the direction and timing at which the pedal action force is applied.
  • the bicycle meter described in Patent Document 2 calculates and displays the optimum pedaling frequency including the optimum crankshaft rotation speed, it cannot present an index for correcting pedaling related to pedal action force. .
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an example of an object is to solve the above-described problems, and a pedaling correction assisting device and a pedaling that can solve these problems It is an object of the present invention to provide a correction assistance method, a program for assisting correction of pedaling, and a medium on which a program for assisting correction of pedaling is recorded.
  • a pedaling correction assisting device includes a crank that is rotatably connected to a vehicle body and a pedal that is connected to the crank, and a load is applied to the pedal.
  • an actual measurement value acquisition means for acquiring an actual measurement value regarding a pedal acting force that is a force acting on the pedal; and preset reference data of the same type as the actual measurement value;
  • a comparison unit that compares the actual measurement value, and a notification control unit that informs a notification execution unit of a relationship between the reference data and the actual measurement value based on a comparison result by the comparison unit.
  • a pedaling correction assisting method includes a crank rotatably connected to a vehicle body and a pedal connected to the crank, and the pedal is loaded.
  • an actual measurement value related to the pedal action force which is a force acting on the pedal, is acquired, and preset reference data of the same type as the actual measurement value and the actual measurement value
  • the notification execution means is informed of the relationship between the reference data and the measured value.
  • a program according to the present invention and a medium on which the program is recorded include a computer, a crank that is rotatably connected to a vehicle body, and a pedal that is connected to the crank.
  • an actual value acquisition function for acquiring an actual value regarding a pedal acting force that is a force acting on the pedal
  • a comparison function that compares the set reference data with the actual measurement value
  • a notification control function that informs the notification execution unit of the relationship between the reference data and the actual measurement value based on the comparison result by the comparison unit; It is characterized by realizing.
  • (A) is a side view of a bicycle to which a pedaling correction assisting device is attached
  • (b) is a front view of the bicycle to which a pedaling correction assisting device is attached.
  • (A) is a figure showing a mode that a rotation direction distortion sensor unit is affixed on a crankshaft
  • (b) is a figure showing a mode that a radial direction distortion sensor unit is affixed on a crankshaft.
  • It is a perspective view of the cycle computer of the pedaling correction assisting device.
  • FIG. 1A is a side view showing a state where the pedaling state detection device 100 of the present invention is attached to the bicycle B
  • FIG. 1B shows a state where the pedaling state detection device 100 is attached to the bicycle B. It is a front view to represent.
  • the bicycle B has a vehicle body frame B1 and two wheels B2 (front wheel B21 and rear wheel B22) that support the frame B1 movably by being pivotally supported by the frame B1 before and after the bicycle B.
  • a driving mechanism B3 that transmits a load applied by the driver such as a pedaling force of the driver for propelling the bicycle B to the rear wheel B22 as a driving force, a handle B4 for the driver to steer, and a saddle B5 for the driver to sit on And have.
  • the drive mechanism B3 has a rotation shaft (crank shaft) at one end, and the rotation shaft is rotatably supported at the other end of the crank B31. And a sprocket (not shown) arranged to rotate integrally with the crank B31 using the pedal B32 receiving a load from the driver and the crankshaft at the one end of the crank B31 as a common rotating shaft. ) And a rear sprocket (not shown) arranged so as to rotate integrally with the rear wheel B22, with the rotation axis of the rear wheel B22 being a common rotation axis, and acting on the pedal B32.
  • a chain B33 is provided for transmitting the load from the driver to the rear wheel B22 via the crank B31.
  • the crank B31 has a left crankshaft B311 disposed on the left side of the bicycle B when viewed from the front (on the right foot side) and a right crankshaft B312 disposed on the right side of the front view (on the left foot side). B311 and B312 are fixed at a point-symmetrical position with the crankshaft as a symmetric point.
  • the pedal B32 also includes a left pedal B321 arranged on the left side of the bicycle B as viewed from the front and a right pedal B322 arranged on the right side of the bicycle B as viewed from the front.
  • the left pedal B321 is attached to the tip of the left crankshaft B311.
  • the left pedal shaft (not shown) is rotatably supported by the left pedal shaft
  • the right pedal B322 is rotatably supported by the right pedal shaft (not shown) attached to the tip of the right crankshaft B312.
  • the left crankshaft B311 and the right crankshaft B312 have the same shape, the left pedal B321 and the right pedal B322 have the same shape, and the corresponding structures of the corresponding crankshaft and pedal are the same.
  • the pedaling correction assisting device 100 includes a crank rotation angle detection sensor 2 for detecting the rotation angle of the crank B31, a force acting on the pedal B32 (hereinafter referred to as “pedal acting force”), and a rotation direction component of the crank B31 (hereinafter referred to as “pedal”).
  • Rotation direction component detection sensor 3 for detecting the magnitude of the acting force rotation direction component
  • a radial direction (or length direction of the crank length) component hereinafter referred to as “pedal action” of the pedal acting force around the crankshaft.
  • the crank rotation angle sensor 2 Based on the signal transmitted from the radial direction component detection sensor 4 for detecting the magnitude of the force radial direction component), the crank rotation angle sensor 2, the rotational direction component detection sensor 3, and the radial direction component detection sensor 4.
  • a cycle computer 1 for notifying a guideline for improving pedaling.
  • crank rotation angle detection sensor 2, the rotation direction component detection sensor 3, and the radial direction component detection sensor 4 are provided with a transmitter (not shown), and transmit detection signals from the sensors 2 to 4 to the cycle computer 1. Is possible. That is, the cycle computer 1 and the sensors 2 to 4 are connected wirelessly.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 is composed of an optical rotation detection sensor having a light emitting part and a light receiving part, for example, narrowly provided in the vicinity of the outer peripheral part of the crank gear, and a gear that passes between the light emitting part and the light receiving part.
  • the rotation angle can be detected by counting the number of teeth and obtaining the ratio between the count value and the number of gear teeth.
  • the rotation angle detection sensor 2 is not limited to this, and an existing sensor such as a potentiometer can be used. From the sensor 2, a crank rotation angle detection signal corresponding to the crank rotation angle is transmitted to the cycle computer 1.
  • the crank rotation angle is expressed with reference to the left crankshaft B311. That is, when the left crankshaft B311 is positioned in the 12 o'clock direction (the tip is directed upward), the crank rotation angle is “0 °”.
  • the crank rotation angle detection sensor 2 indicates the crank rotation angle “90 °” when the left crankshaft B311 indicates the direction of 3 o'clock (the front end faces forward), and the left crankshaft B311 indicates the direction of 9 o'clock.
  • the crank rotation angle “270 °” is indicated.
  • the range of the crank rotation angle ⁇ detected by the crank rotation angle detection sensor 2 is 0 ° or more and less than 360 ° (0 ⁇ ⁇ ⁇ 360 °), and the left crankshaft B311 rotates clockwise from the 12 o'clock direction.
  • the direction of rotation is the “+” direction.
  • the rotational direction component detection sensor 3 is connected to a sensor unit 3a composed of two strain sensors (hereinafter referred to as “rotational direction strain sensor unit 3”) and each terminal of the strain sensor constituting the rotational direction strain sensor unit 3a. As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a rotational direction distortion detection circuit 3b and a rotational direction component control unit 3c for comprehensively controlling the sensor 3 are provided (see FIG. 5 (b)).
  • the rotational direction component detection sensor 3 is attached to the front face of the crankshafts B311 and B312 (the face that faces the traveling direction when the crankshafts B311 and B312 indicate the 6 o'clock direction) (attached to the left crankshaft B311). Left rotation direction component detection sensor 31 and right rotation direction component detection sensor 32 attached to the right crankshaft B312).
  • each rotational direction strain sensor unit 3a the strain sensors constituting each rotational direction strain sensor unit 3a are bonded in a state orthogonal to each other on the front surfaces of the crankshafts B311 and B312.
  • the rotation direction distortion detection circuit 3b amplifies and adjusts the output of each distortion sensor, and information indicating the unified distortion amount detected by the sensor unit 3a (hereinafter referred to as “rotation direction distortion information”) is controlled by the control unit 3c.
  • Rotation direction distortion information information indicating the unified distortion amount detected by the sensor unit 3a
  • the rotational direction component control unit 3c of each sensor 31, 32 determines the magnitude Fx of the crank pedal force rotational direction component from the following equation (1).
  • the rotation direction component detection signal corresponding to the magnitude Fx of each pedal action force rotation direction component is calculated and transmitted to the cycle computer 1.
  • Fx mg (X ⁇ Xz) / (Xc ⁇ Xz)
  • m represents mass
  • g represents gravitational acceleration
  • X represents the amount of strain detected by the rotational direction strain detection circuit 3b
  • Xc represents that the crankshaft B31 is held in a horizontal state.
  • Xz is the front surface of the crankshaft B31 when the crankshaft B31 is in an unloaded state. Represents the amount of distortion.
  • Xc and Xz are acquired, for example, by attaching the sensor unit 3a to the front surface of the crankshaft B31 and calibrating it before using the sensor 3.
  • the radial direction component detection sensor 4 is connected to a sensor unit 4a composed of two strain sensors (hereinafter referred to as “radial direction strain sensor unit 4”) and each terminal of the strain sensor constituting the radial direction strain sensor unit 4a.
  • a radial direction distortion detection circuit 4b and a radial direction component control unit 4c that comprehensively controls the sensor 4 are provided (see FIG. 5B), as shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the radial direction component detection sensor 4 is attached to the outer surface of the crankshaft B31 (the left radial direction component detection sensor 41 attached to the left crankshaft B311 and the right radial direction component attached to the right crankshaft B312. Detection sensor 42).
  • each radial strain sensor unit 4a is bonded to each other on the outer side surfaces of the crankshafts B311 and B312 so as to be orthogonal to each other.
  • the radial distortion detection circuit 3b amplifies and adjusts the output of each distortion sensor, and information (hereinafter referred to as “radial distortion information”) indicating a unified distortion amount detected by the sensor unit 4a is controlled by the control unit 4c.
  • radial distortion information information indicating a unified distortion amount detected by the sensor unit 4a is controlled by the control unit 4c.
  • the radial direction component control unit 4c of each sensor 41, 42 calculates the magnitude Fy of the crank acting force radial direction component from the following equation (2). Is calculated, and a radial direction component detection signal corresponding to the magnitude Fy of each pedal acting force radial direction component is transmitted to the cycle computer 1.
  • Fy mg (Y ⁇ Yz) / (Yu ⁇ Yz)
  • m represents mass
  • g represents gravitational acceleration
  • Y represents the amount of strain detected by the radial strain detection circuit 4b
  • Yu represents the pedal B32 at the bottom dead center.
  • Yz is the outer surface of the crankshaft B31 when the crankshaft B31 is unloaded Represents the amount of distortion. Yu and Yz are acquired, for example, by attaching the sensor unit 4a to the outer surface of the crankshaft B31 and calibrating it before using the sensor 4.
  • FIG. 4 is an external view of the cycle computer 1
  • FIG. 5A is an electrical block diagram of the pedaling correction assisting device 100.
  • the cycle computer 1 is attached to the bicycle B via an attachment member 6 that can be attached to and detached from the handle B4 of the bicycle B.
  • the cycle computer 1 includes an input unit 11 for inputting predetermined information, a display unit 12 for displaying predetermined information, and a control unit 13 having an arithmetic circuit for executing predetermined processing related to pedaling to be described later (FIG. 5 (a)), and a housing 14 that houses the input unit 11, the display unit 12, and the control unit 13.
  • the input unit 11 includes three buttons 11a, 11b, and 11c that can be pressed and juxtaposed in a state of protruding from the upper surface of the housing 14, and a slide-type switch, and performs an ON / OFF switching operation of power supply.
  • the power switch 11d for performing is provided.
  • the input unit 11 includes an input control circuit 11e that relays an input signal accompanying the operation of the buttons 11a to 11c and the power switch 11d as control information to the control unit 13.
  • the input control circuit 11e converts the control information into control information corresponding to the pressing operation and transmits the control information to the control unit 13.
  • buttons 11a to 11c that can be pressed are used as a structure for inputting predetermined information.
  • the present invention is not limited to this, and pointing devices such as a cross key, a trackball, and a joystick are used. It is also possible to adopt.
  • the display unit 12 includes a liquid crystal panel 12a for displaying predetermined information including comparison information between ideal and actual pedal action forces described later, improvement information on pedaling, and the like, and the liquid crystal panel 12a according to information to be displayed. And a display control circuit 12e for performing the display control.
  • the input unit 11 and the display unit 12 can be integrated by using the liquid crystal panel 12a as a touch panel.
  • the control unit 13 of the cycle computer 1 includes a CPU 13a, a ROM 13b, a RAM 13c, a recording medium I / F 13d, a sensor I / F 13e, a communication I / F 13f, and an oscillation circuit 13g. These components are connected by a bus 13h. It is connected.
  • the CPU 13a Based on a program stored in advance in the ROM 13b, the CPU 13a performs a target pedal acting force (hereinafter referred to as “reference pedal acting force”) and an actually measured pedal acting force (hereinafter referred to as “measured pedal acting force”). And a basic operation as a cycle computer including display of pedaling improvement guidance derived from the reference pedal action force and the measurement pedal action force.
  • the ROM 13b stores in advance a program code for executing basic processing as a cycle computer executed by the CPU 13a.
  • the RAM 13c functions as a working area for data and the like in arithmetic processing performed when the CPU 13a executes basic processing as a cycle computer.
  • the recording medium I / F 13d is an interface for recording a comparison result of the reference pedal acting force and the measuring pedal acting force on a recording medium such as a memory card.
  • the sensor I / F 13e takes in various detection signals transmitted from the crank rotation angle detection sensor 2, the rotation direction component detection sensor 3, and the radial direction component detection sensor 4 described above, and outputs them based on instructions from the CPU 13a. To do.
  • the communication I / F 13f transmits / receives data to / from an external processing device that transmits / receives various data to / from an external device (not shown) such as a mobile terminal such as a mobile phone or a PC installed at home. It is an interface to do.
  • the oscillation circuit 13g includes a crystal resonator as a clock oscillator, and outputs a pulse signal to the CPU 13a at a predetermined cycle by counting generated clocks.
  • the input unit 11, the display unit 12, and the control unit 13 described above are configured to transmit and receive necessary information data via the bus 13g.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a controllable (or functional) configuration of the pedaling correction assisting apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the pedaling correction assisting apparatus 100 includes a unique information acquisition unit S1, a reference information acquisition unit S2, a travel condition information acquisition unit S3, a difference calculation unit S4, a display determination unit S5, a difference vector calculation unit S6, a difference vector synthesis unit S7, and drawing creation. Part S8 and information display part S9.
  • the traveling state information acquisition unit S3 includes a crank rotation angle information acquisition unit S31, a pedal action force rotation direction component information acquisition unit S32, and a pedal action force radial direction component information acquisition unit S33.
  • the unique information acquisition unit S1 obtains information unique to the bicycle B and the driver (hereinafter referred to as “unique information”) such as the type (model number) of the bicycle B, the dimensions of the predetermined parts, the body shape / age of the driver, and the user ID. Has a function to acquire.
  • the unique information acquisition unit S1 displays input items on the display unit 12 according to the operation of the input unit 11 and the buttons 11a to 11c of the input unit 11, and performs input control according to the operation of the buttons 11a to 11c. It is comprised by the control part 13 which preserve
  • the reference information acquisition unit S2 includes a control unit 13 and has a function of acquiring reference information.
  • Reference data indicating the reference information is read from the reference information storage unit such as the ROM 13b in which reference data is stored in advance, and the reference of the RAM 13c. Load into data storage area.
  • the reference information is a reference pedal action force and is collected, for example, by a bicycle rider of an advanced person such as a professional athlete. That is, the reference pedal acting force is composed of a vector, and is represented by the magnitude Fs of the pedal acting force and its direction ⁇ .
  • the reference data is stored in association with the crank rotation angle ⁇ .
  • the traveling status information acquisition unit S3 has a function of acquiring information that can change during traveling, such as the crank rotation angle of the bicycle B.
  • the traveling state information acquisition unit S3 includes a crank rotation angle detection sensor 2, a rotation direction component output sensor 3, a radial direction component detection sensor 4, and a control unit that stores data based on signals transmitted from the sensors 2 to 4. 13.
  • the traveling state information acquisition unit S3 includes a crank rotation angle acquisition unit S31, a pedal action force rotation direction component information acquisition unit S32, and a pedal action force radial direction component information acquisition unit S33.
  • the crank rotation angle acquisition unit S31 includes the crank rotation angle detection sensor 2 and the control unit 13, and has a function of acquiring information related to the crank rotation angle based on a signal output from the crank rotation angle detection sensor 2.
  • Data representing the crank rotation angle (hereinafter referred to as “crank rotation angle data”) is stored in a predetermined area of the RAM 13c.
  • the pedal action force rotation direction component information acquisition unit S32 includes the rotation direction component detection sensor 3 and the control unit 13. Based on the signal output from the rotation direction component detection sensor 3, the pedal action force rotation direction component data is stored in the RAM 13c.
  • the pedal action force radial direction component information acquisition unit S33 includes the radial direction component detection sensor 4 and the control unit 13, and based on the signal output from the radial direction component detection sensor 4, pedal action force radial direction component data is stored in the RAM 13c. It has a function of storing (acquiring) in an area.
  • the difference calculation unit S4 is configured by the control unit 13, and the magnitude of the pedal action force rotation direction component indicated by the pedal action force rotation direction component data acquired by the pedal action force rotation direction component information acquisition unit S32 and the pedal action force radiation.
  • the magnitude of the measurement pedal action force calculated from the magnitude of the pedal action force radial direction component indicated by the pedal action force radial direction component data acquired by the direction component information acquisition unit S33 is calculated, and the calculated measurement pedal A function of calculating an absolute value of a difference between the magnitude of the acting force and the magnitude of the reference pedal acting force indicated by the reference information acquired by the reference information acquisition unit S2 (hereinafter referred to as “pedal acting force difference”);
  • the pedal action force data indicating the pedal action force difference as a value is stored in the pedal action force value difference storage area of the RAM 13c.
  • the display determination unit S5 includes the control unit 13 and displays whether or not the reference pedal action force and the measurement pedal action force are displayed. Specifically, the pedal action force difference calculated by the difference calculation unit S4 is set in advance. It has a function of determining whether or not it is equal to or greater than a reference value, and stores display determination result data indicating the determination result in a display determination result data storage area of the RAM 13c.
  • the difference vector calculation unit S6 includes the control unit 13, and includes reference information acquired by the reference information acquisition unit S2, information on the pedal action force rotation direction component acquired by the pedal action force rotation direction component information acquisition unit S32, and pedal action. Based on the information on the pedal action force radiation direction component acquired by the force radiation direction component information acquisition unit S33, the function has a function of calculating a difference vector obtained by subtracting the reference pedal depression force from the measurement pedal action force.
  • the difference vector data shown is stored in the difference vector storage area of the RAM 13c.
  • the difference vector data includes a difference vector magnitude Fc and a direction ⁇ .
  • the difference vector combining unit S7 is configured by the control unit 13 and has a function of combining the difference vectors calculated by the difference vector calculating unit S6.
  • the difference vector combining unit S7 stores the combined difference vector data indicating the combined difference vector obtained by combining the difference vectors in the RAM 13c. Store in the combined difference vector data storage area.
  • one rotation of the crank B31 is divided into three parts, a power zone (30 ° ⁇ ⁇ ⁇ 180 °), a pulling zone (180 ° ⁇ ⁇ ⁇ 330 °), and a kicking zone ( 330 ° ⁇ ⁇ ⁇ 30 °), and the resultant differential vector data storage area is also divided into three, and is composed of a power zone portion, a pulling zone portion, and a kick-out zone portion.
  • the difference vector combining unit S7 calculates a combined difference vector for each zone and stores it in the corresponding zone unit.
  • the drawing creation unit S8 is configured by the control unit 13, and visualizes the calculated pedal action force determined to be displayed by the display determination unit S5 and the combined difference vector for each zone calculated by the difference vector combining unit S7. Therefore, it has a function of creating drawing data as a basis of drawings representing these.
  • the drawing creating unit S8 uses, as drawing data, reference circle object data that is the basis of a reference circle object (hereinafter referred to as “reference pie graph object”) representing rotation (pedaling) of the crank B31, each zone, Partition line object data that is the source of the partition line object (hereinafter referred to as “partition line object”) that represents the boundary of the reference, the reference that is the source of the reference pedal action force object (hereinafter referred to as “reference pedal action force object”) Pedal action force object data, measurement pedal action force object data (hereinafter referred to as “measurement pedal action force object”), and synthetic difference vector object (hereinafter referred to as “composition difference vector object”).
  • reference circle object data that is the basis of a reference circle object (hereinafter referred to as “reference pie graph object”) representing rotation (pedaling) of the crank B31
  • each zone Partition line object data that is the source of the partition line object (hereinafter referred to as “partition line object”) that represents the boundary of the
  • the information display unit S9 includes a control unit 13 and a display unit 12, and has a function of displaying a drawing on the display unit 2 based on the drawing data created by the drawing creation unit S8.
  • step S1 information input processing is performed.
  • a caution is displayed to prompt the driver's buttons 11a to 11c to input specific information of the driver and the bicycle, and the system waits until desired specific information is input.
  • Information from the input unit 11 (a first button operation detection signal indicating the operation of the button 11a, a second button operation detection signal indicating the operation of the button 11b, and a third button operation indicating the operation of the button 11c)
  • the detection signal When the detection signal) is input, unique information data representing various unique information is stored in the unique information data storage area of the RAM 13b based on the input information.
  • the unique information includes the driver's maximum power, gender, height / weight, bicycle type, tire size / type, crank length, and the like.
  • step S2 conditions for starting measurement of the crank rotation angle ⁇ , the pedal action force rotation direction component magnitude Fx, and the pedal action force radial direction component magnitude Fy (hereinafter referred to as “measurement start condition”). Is established and it is determined whether or not these measurements can be started. For example, the measurement start condition may be satisfied when the control information indicating the measurement start is transmitted from the input control circuit 11e. If it is determined in step S2 that the measurement start condition is not satisfied, the process proceeds to step S1, and if it is determined that the measurement start condition is satisfied, the process proceeds to step S3.
  • the reference data stored in the ROM 13b is stored in the reference data storage area of the RAM 13c.
  • the reference data is composed of a table (hereinafter referred to as “reference data table”), and the crank rotation angle corresponds to the reference pedal depression force (size / direction).
  • the crank rotation angle of the reference data table is set at intervals of 1 ° from 0 ° to 359 °.
  • step S4 based on the detection signals transmitted from the various detection sensors 2 to 4, the driving condition data representing the driving condition information is stored in the driving condition data storage area of the RAM 13c.
  • the traveling state information is composed of a crank rotation angle ⁇ , a pedal action force rotation direction component magnitude Fx, and a pedal action force radial direction component magnitude Fy.
  • the travel status data storage area stores a crank rotation angle portion for storing crank rotation angle data, a pedal action force rotation direction component portion for storing pedal action force rotation direction component data, and a pedal action force radial direction component data.
  • the pedal action force radial direction component part is configured.
  • the rotation angle of the right crankshaft B312 is a value obtained by adding 180 ° to the crank rotation angle data indicated by the crank rotation angle data. Further, pedal action force rotation direction component data and pedal action force radial direction component data are stored in association with crank rotation angle data.
  • step S4 is performed, for example, every 10 ms based on the pulse signal output from the oscillation circuit 13g, and the crank rotation angle data, the pedal action force rotation direction component data, and the pedal action force radial direction component data are sequentially stored. Is done.
  • step S5 the magnitude Fa of the measured pedal acting force (hereinafter referred to as “measured pedal acting force value”) is calculated based on the pedal acting force rotation direction component and the pedal acting force radial direction component detected in step S4, and the RAM 13c.
  • measured pedal acting force value the magnitude Fa of the measured pedal acting force
  • the reference pedal acting force corresponding to the crank rotation angle ⁇ b of the reference data table closest to the crank rotation angle ⁇ a detected in step S4.
  • a difference from the “reference pedal acting force value” is calculated and stored in a predetermined area of the RAM 13c.
  • step S6 it is determined whether or not to display the measurement pedal action force and the reference pedal action force related to the difference calculated in step S5. Specifically, it is determined whether or not the difference between the pedal action force values calculated in step S5 is equal to or greater than a predetermined reference value K.
  • the reference value K is not particularly limited, but is set to 30 (N) in the present embodiment.
  • step S7 if it is displayed in step S6, that is, if it is determined that the difference in pedal acting force value is greater than or equal to the reference value K, the process proceeds to step S8, and is not displayed in step S6, that is, pedal acting force value. Is determined to be less than the reference value K, the process proceeds to step S9.
  • step S8 a difference vector obtained by subtracting the reference pedal action force from the measurement pedal action force which is a vector is calculated, and difference vector data indicating the difference vector is stored in the difference vector data storage area of the RAM 13c.
  • the crank rotation angle ⁇ a represented by the crank rotation angle data acquired in step S4 the pedal action force rotation direction component magnitude Fx represented by the pedal action force rotation direction component data, and the pedal action represented by the pedal action force rotation direction component data. Based on the magnitude Fy of the force rotation direction component, it is possible to calculate the direction of the measurement pedal acting force at the crank rotation angle ⁇ a.
  • the pedal action force value data corresponding to the crank rotation angle ⁇ b closest to the crank rotation angle ⁇ a is the magnitude of the reference pedal action force.
  • the pedal action force direction data corresponding to the rotation angle ⁇ b is the direction of the reference pedal action force.
  • a difference vector is calculated based on the magnitude and direction of each pedal action force.
  • the difference vector when the difference vector is stored, the difference vector is stored as a difference vector for the crank rotation angle ⁇ b closest to the crank rotation angle ⁇ a.
  • the difference vector storage area is divided into 360 in association with the crank rotation angle ⁇ b, and the above zones are associated therewith.
  • step S9 it is determined whether or not the crank B31 has made one revolution. It is determined whether or not the crank rotation angle indicated by the crank rotation angle data acquired in step S3 newly exceeds 360 °. If it is determined in this step that the crank rotation angle is not equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S4. If it is determined that the crank rotation angle is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to step S10.
  • step S10 the difference vector for each zone is synthesized, and the magnitude and direction of the difference vector are stored in the difference vector data storage area of the RAM 13c.
  • the difference vector data storage area is divided into six in association with the zone type and the component (size / direction) of the difference vector. That is, the difference vector data storage area is composed of a power zone portion for the power zone, a pulling zone portion for the pulling zone, and a kicking zone portion for the kicking zone, and each portion represents a difference indicating the size of the difference vector.
  • a difference magnitude part that stores vector magnitude data and a difference direction part that stores difference vector direction data representing the direction of the difference vector are configured.
  • step S11 in order to display the measurement pedal action force and the reference pedal action force determined to be displayed in step S7 and the combined difference vector of each zone on the display unit 12, A drawing creation process for creating the following data is performed.
  • reference circle object data relating to the left crankshaft B311 is created, stored in the reference circle object area of the RAM 13c, and partition line object data for expressing the power zone, the pulling zone, and the kicking zone. Is stored in the partition line object area of the RAM 13c. As shown in FIG. 9, the reference circle object is divided into three in the circumferential direction by the partition line object, and a power zone, a pulling zone, and a kicking zone are expressed. As described above, the reference circle object is associated with the crank rotation angle ⁇ b of the reference data, and the range of the crank rotation angle in which each zone is set, that is, the crank rotation angle indicated by the partition line object is For example, it is stored in advance in the ROM 13b as a table.
  • the measurement pedal action force object data related to the measurement pedal action force and the reference pedal action force object data representing the reference pedal action force determined to be displayed in step S7 are created and stored in a predetermined area of the RAM 13c.
  • both pedal acting force objects share a starting point, and the starting point is arranged at the position of the crank rotation angle ⁇ b associated with the reference pedal acting force on the circumference of the reference circle object.
  • the mode of the vector representing the reference pedal acting force and the mode of the vector representing the measuring pedal acting force are different so that the reference pedal acting force object and the measuring pedal acting force object can be distinguished.
  • the line width and the arrow shape are different between the two vectors.
  • the reference pedal acting force vector is thicker.
  • the combined difference vector object storage area includes a power zone portion for storing combined difference vector object data for power zones, a pulling zone portion for storing combined difference vector object data for pulling zones, and a combined difference vector for kicking zones. It consists of a kick-out zone that stores object data.
  • the composite difference vector object for each zone is arranged around the center of the portion where the corresponding zone is expressed. As shown in FIG. 9, the composite difference vector object is composed of white arrows, the direction of the arrow indicates the direction of the composite difference vector, and the size of the arrow indicates the size of the composite difference vector. . In the present embodiment, five sizes of the combined difference vector are set, and the range of the size of the combined difference vector is set for the size of each combined difference vector object.
  • step S12 an information display that transmits the data that is the basis of the drawing created in step S8 to the display unit 12 and displays (informs) information such as a comparison between the reference pedal action force and the measurement pedal action force and pedaling improvement guidance.
  • step S13 it is determined whether or not the measurement end condition is satisfied and the measurement can be ended.
  • the measurement end condition is satisfied when a signal indicating a button operation for the end of the measurement is transmitted. If it is determined in this step that the measurement end condition is not satisfied, the process proceeds to step S4. If it is determined that the measurement end condition is satisfied, the main process is ended.
  • the pedaling correction assisting device displays the reference pedal acting force and the measuring pedal acting force, and the relationship between the reference pedal acting force and the measuring pedal acting force is indicated. It is possible to understand the difference from the measured pedal action force and correct the way of applying a load to the pedal, that is, pedaling related to the pedal action force. Also, by calculating the crank rotation angle and displaying the relationship between the reference pedal action force and the measurement pedal action force in association with the crank rotation angle, it is possible to grasp pedaling related to the pedal action force more accurately. . This is because the rotation of the crank and the movement of the foot that generates the pedal action force are linked and synchronized.
  • the relationship between the reference pedal acting force and the measuring pedal acting force is notified. That is, when pedaling related to the pedal action force is not good, the relationship is notified. In this way, by keeping the content of the notification to the minimum necessary, the trouble of organizing the information can be saved and the pedaling can be easily corrected.
  • pedaling correction is guided, so that pedaling can be corrected easily and accurately. it can.
  • one rotation of the crank is related to pedaling components (power zone, pulling foot, kicking out) and divided into a plurality of divisions, and the combined difference vector is notified for each divided predetermined range, thereby further accurately pedaling Can be configured.
  • it is easy to grasp the pedaling state by expressing the relationship between the reference pedal action force and the measurement pedal action force with a graphic using a display device.
  • the cycle computer 1, the crank rotation angle detection sensor 2, the rotation direction component detection sensor 3, and the radial direction component detection sensor 4 constitute the pedaling correction assisting device of the present invention.
  • the rotational direction component detection sensor 3, the radial direction component detection sensor 4, the pedal acting force rotational direction component information acquisition unit S32, and the pedal acting force radial direction component information acquisition unit S33 constitute the actual measurement value acquisition unit of the present invention.
  • the difference calculation unit S4 and the display determination unit S5 constitute comparison means of the present invention.
  • the drawing creation unit S8 and the information display unit S9 constitute notification control means of the present invention, and the display unit 2 constitutes notification execution means of the present invention.
  • the crank rotation angle information acquisition unit S31 constitutes the crank rotation angle information acquisition means of the present invention.
  • the difference vector calculation unit S6 constitutes a difference vector calculation unit of the present invention
  • the difference vector synthesis unit S7 constitutes a difference vector synthesis unit of the present invention.
  • the reference data is composed of a reference data table.
  • the reference data may be composed of a predetermined calculation expression representing the relationship between the crank rotation angle and the magnitude of the pedal action force.
  • crank rotation angle of the reference data table is set at intervals of 1 °, but the width of this interval is not limited and is set appropriately.
  • the reference data table is associated with specific information related to the pedal action force such as the size of the tire of the bicycle B, the body shape / sex / age / driving skill of the driver, and the combination of these specific modes. Reference data can be different. Since the pedal action force varies depending on the characteristics inherent to the bicycle and the driver, the pedaling can be corrected accurately by making the reference data accurate.
  • the unique information in this case is input in the unique information processing in step S1, for example.
  • the reference pedal force varies depending on the external environment that can change during driving, such as wind direction, driver's posture, gear ratio, ground gradient, and the driving situation of the driver / bicycle. Therefore, by setting the external environment and the driving situation of the driver / bicycle in association with the reference data, detecting the driving situation while driving, and selecting the reference data based on the detection result, the reference data becomes more accurate. The pedaling can be corrected more accurately.
  • the reference data can be stored and accumulated in storage means such as the RAM 13c, and the reference data can be corrected based on these data.
  • the accuracy of the reference data is improved, and pedaling can be corrected more accurately. In this case, since the acquisition of the reference data is automated for the driver, it is possible to prevent the operability of the pedaling correction assisting device 100 from being deteriorated.
  • the reference object for the determination of the success or failure of the display of the reference pedal action force and the measurement pedal action force is only the pedal action force value that is the magnitude of the pedal action force, but is not limited thereto.
  • the determination reference object can be set only for the direction of the pedal action force, or both the direction of the pedal action force as a vector and the pedal action force value.
  • the determination related to the display of the reference pedal action force and the measurement pedal action force is performed every time the crank B31 rotates once, but is performed once every time the crank B31 rotates, that is, the crank B31 rotates a predetermined number of times. You can then update the display content. Alternatively, this determination can be performed once every predetermined time. Thereby, the burden of the control part 13 is reduced.
  • the improvement guidance is calculated and displayed every time.
  • the improvement guide is displayed when a predetermined condition is satisfied.
  • the types of zones are not limited and are set as appropriate. Further, for example, it is possible to select a zone in the information input process in step S1. In this case, the good zone and the poor zone are different, and it is possible to respond to the desire to display only the poor zone.
  • the zone range is fixed, but may be changed. For example, ranges such as a power zone, a pulling zone, a kicking zone, and the like vary depending on the gradient of the ground. Therefore, the range of the zone is associated with the gradient of the ground, and the gradient of the ground is detected. Thereby, the precision of improvement guidance improves and it can correct pedaling more correctly.
  • the target data is stored in advance in the ROM 13b.
  • the target data is stored in a storage medium suitable for the pedaling correction assisting device 100 such as an SD card, and the storage medium I / F 13 is used. You may make it acquire via. Further, in the information input process in step S1, by inputting the user ID, the target data stored in the server or the like and the specific information such as the driver are acquired via the communication I / F 13. May be.
  • the display mode of the pedaling force improvement guidance and the pedaling improvement guidance is not limited to the first embodiment.
  • the size of the combined difference vector can be classified by the color and shape of the combined difference vector object.
  • the ideal and actual pedal action forces on both feet are compared with each other and the pedaling improvement guidance is displayed, but only one of the feet can be displayed. Further, for example, in the information input process in step S1, it may be selected which foot is to display the ideal and actual comparison of pedaling force and the pedaling improvement guidance. In addition, display contents can be selected in the information input process in step S1.
  • the pedal computer force ideal and reality and pedaling improvement information is displayed by the cycle computer 1, but the pedal force ideal and reality and pedaling are applied by application software of a mobile terminal such as a mobile phone. It is also possible to judge and display improvement information.
  • the mobile terminal may be installed on the bicycle B or carried by the driver.
  • Steps S5 to S12 may be executed by a fixed terminal such as a PC installed at home or the like.
  • necessary data such as crank rotation angle data, pedal action force rotation direction component data, and pedal action force radial direction component data are recorded on a memory card or the like via the storage medium I / F 13d of the cycle computer 1, for example. Save to a medium and import from a recording medium to a fixed terminal. Further, the data is transmitted to the fixed terminal via the communication I / F 13f of the cycle computer 1 and is taken into the fixed terminal.
  • steps S5 to S12 are executed on the fixed terminal, a program for performing these processes is incorporated even if a storage medium such as a CD storing a program for performing these processes is read into the fixed terminal.
  • the downloaded application may be downloaded from the server. Steps S5 to S12 may be executed on the server via a mobile terminal or a fixed terminal.
  • the pedaling correction assisting device means of the present invention is not limited to a bicycle traveling on the road, but is a non-exercise exercise bike installed in a sports gym or the like, or a ship that is manually driven and driven by a pedal (for example, a swan)
  • the present invention can be applied to a vehicle that rotates a crank connected to a pedal such as a boat.
  • the notification execution means of the present invention is configured by a liquid crystal display device, but the notification execution means is not limited to this.
  • the notification execution means is not limited to this.
  • other display devices such as a CRT, a plasma display, and an organic EL display may be used.
  • the notification execution means may be an acoustic device such as a speaker or a lighting device such as a light instead of the display device.
  • one rotation of the crank B31 is divided and a combined vector is displayed for each zone.
  • information displayed for each zone is not limited to the combined vector. You may display the difference vector which has the largest magnitude

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Abstract

　ペダル作用力に関するペダリングの矯正を補助することができるペダリング矯正補助装置、ペダリング矯正補助方法、コンピュータにペダリングの矯正を補助させるプログラム、及び、そのプログラムを記録した媒体を提供する。　ペダル作用力の回転方向成分の大きさを検出する回転方向成分検出センサ３及びペダル作用力の放射方向成分の大きさを検出する放射方向成分検出４を有し、センサ３、４に接続されたサイクルコンピュータ１は、これらセンサ３、４から送信された検出信号及びペダル作用力の大きさについて予め設定されている参考データに基づいて、参考データとペダル作用力の実測値との関係を報知する。

Description

ペダリング矯正補助装置、ペダリング矯正補助方法、ペダリングの矯正を補助するプログラム、ペダリングの矯正を補助するプログラムを記録した媒体
　本発明は、自転車等のペダルを漕ぐ乗り物のペダルの漕ぎ方であるペダリング状態を検出するペダリング矯正補助装置、ペダリング矯正補助方法、コンピュータにペダリングの矯正を補助させるプログラム、及び、そのプログラムが記録された媒体に関する。
　従来、自転車に装着され、自転車の走行に関する情報や運転者の運動に関する情報等を算出し、報知する装置がある。この装置は、自転車に設けられた各センサからデータを受信することによって、所定の情報を算出する。具体例として、例えば、ペダルに設けられた圧力センサが検出する圧力値に基づいて、運転者によるペダル踏力等のペダルに作用する力（以下、「ペダル作用力」という）を担う圧力値の経時変化や運転者の運動量等を算出して報知（表示）する走行状態検出装置がある（例えば、特許文献１参照）。また、仕事率に基づいて最適ペダリング頻度を演算して、表示する自転車用メータがある（例えば、特許文献２参照）。
特開平７－９６８７７号公報 特開平１０－３５５６７号公報
　ところで、自転車を効率的に走行させるために、運転者自身のペダリング（特に、クランクを回転させる際のペダルへの荷重のかけ方）を矯正したいという要望がある。特許文献１に記載の走行状態検出装置は、ペダル作用力に基づく圧力値の変化が時系列で表示するため、これを用いて自身のペダリングを知るための一つの指標を提示することができる。しかしながら、例えばペダルを踏み込む際に発生するペダル作用力とこのペダル作用力がかかる方向やタイミングとの関係等のペダル作用力に関するペダリングを矯正するための指標を提示することができない。また、特許文献２に記載の自転車用メータは、最適なクランク軸回転数等からなる最適ペダリング頻度を演算して表示するが、ペダル作用力に関するペダリングを矯正するための指標を提示することができない。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題を解決することを課題の一例とするものであり、これらの課題を解決することができるペダリング矯正補助装置、ペダリング矯正補助方法、ペダリングの矯正を補助させるプログラム、及び、ペダリングの矯正を補助させるプログラムを記録した媒体を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明に係るペダリング矯正補助装置は、車車体に回転自在に連結されたクランクと、当該クランクに連結されたペダルとを具備し、前記ペダルに荷重がかかることによって前記クランクが回転する乗り物のペダリングの際に、前記ペダルに作用する力であるペダル作用力に関する実測値を取得する実測値取得手段と、前記実測値と同一種類の予め設定されている参考データと、前記実測値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記参考データと前記実測値との関係を報知実行手段に報知させる報知制御手段と、を有することを特徴とする。
　また、上記課題を解決するために、本発明に係るペダリング矯正補助方法は、車体に回転自在に連結されたクランクと、当該クランクに連結されたペダルとを具備し、前記ペダルに荷重がかかることによって前記クランクが回転する乗り物のペダリングの際に、前記ペダルに作用する力であるペダル作用力に関する実測値を取得し、前記実測値と同一種類の予め設定されている参考データと、前記実測値とを比較し、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記参考データと前記実測値との関係を報知実行手段に報知させることを特徴とする。
　また、上記課題を解決するために、本発明に係るプログラム及びプログラムを記録した媒体は、コンピュータに、車体に回転自在に連結されたクランクと、当該クランクに連結されたペダルとを具備し、前記ペダルに荷重がかかることによって前記クランクが回転する乗り物のペダリングの際に、前記ペダルに作用する力であるペダル作用力に関する実測値を取得する実測値取得機能と、前記実測値と同一種類の予め設定されている参考データと、前記実測値とを比較する比較機能と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記参考データと前記実測値との関係を報知実行手段に報知させる報知制御機能と、を実現させることを特徴とする。
（ａ）は、ペダリング矯正補助装置が取り付けられた自転車の側面図、（ｂ）はペダリング矯正補助装置が取り付けられた自転車の正面図である。 図１のペダル作用力回転方向成分検出センサ及び放射方向成分検出センサの取り付け状況を表す図である。 （ａ）は回転方向歪みセンサユニットがクランクシャフトに貼り付けられている様子を表す図、（ｂ）は放射方向歪みセンサユニットがクランクシャフトに貼り付けられている様子を表す図である。 ペダリング矯正補助装置のサイクルコンピュータの斜視図である。 ペダリング矯正補助装置の電気的なブロック図である。 ペダリング矯正補助装置の制御的なブロック図である。 ペダリング矯正補助処理を示すフローチャートである。 計測ペダル作用力と参考ペダル作用力との比較及び改善案内の表示態様の一例である。
（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１（ａ）は、本発明のペダリング状態検出装置１００が自転車Ｂに取り付けられている様子を表す側面図、図１（ｂ）はペダリング状態検出装置１００が自転車Ｂに取り付けられている様子を表す正面図である。自転車Ｂは、車体のフレームＢ１と、当該自転車Ｂの前後においてフレームＢ１で回転自在に軸支されることにより、フレームＢ１を移動自在に支持する二つの車輪Ｂ２（前輪Ｂ２１及び後輪Ｂ２２）と、自転車Ｂを推進させる運転者の踏力等の運転者による荷重を推進力として後輪Ｂ２２に伝える駆動機構Ｂ３と、運転者が操縦するためのハンドルＢ４と、運転者が着座するためのサドルＢ５とを有する。
　駆動機構Ｂ３は、一端に回動軸（クランク軸）を有し、斯かる回動軸がフレームＢ１に対して回転自在に軸支されるクランクＢ３１、クランクＢ３１の他端において回転自在に軸支されると共に、運転者による荷重を受けるペダルＢ３２、及び、クランクＢ３１の上記一端にあるクランク軸を共通の回動軸としてクランクＢ３１と一体的に回動するように配されたスプロケット（図示せず）と後輪Ｂ２２の回動軸を共通の回動軸として後輪Ｂ２２と一体的に回転するように配されたリアスプロケット（図示せず）とに連結されることで、ペダルＢ３２に作用する運転者による荷重をクランクＢ３１を介して後輪Ｂ２２に伝達するチェーンＢ３３を具備する。
　クランクＢ３１は、自転車Ｂの正面視左側に（右足側に）配置される左クランクシャフトＢ３１１と、正面視右側に（左足側に）配置される右クランクシャフトＢ３１２とを有し、これら左右クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２は、上記クランク軸を対称点とする点対称となる位置で固着されている。また、ペダルＢ３２も、自転車Ｂの正面視左側に配置される左ペダルＢ３２１と、自転車Ｂの正面視右側に配置される右ペダルＢ３２２からなり、左ペダルＢ３２１は左クランクシャフトＢ３１１の先端部に取り付けられた左ペダル軸（図示せず）に回転自在に支持され、右ペダルＢ３２２は右クランクシャフトＢ３１２の先端部に取り付けられた右ペダル軸（図示せず）に回転自在に支持されている。
　なお、左クランクシャフトＢ３１１と右クランクシャフトＢ３１２とは同一形状であり、左ペダルＢ３２１と右ペダルＢ３２２も同一形状であり、対応するクランクシャフトとペダルとの相関的な構造も同一である。
　ペダリング矯正補助装置１００は、クランクＢ３１の回転角度を検出するクランク回転角度検出センサ２、ペダルＢ３２に作用する力（以下、「ペダル作用力」という）のクランクＢ３１の回転方向成分（以下、「ペダル作用力回転方向成分」という）の大きさを検出する回転方向成分検出センサ３、ペダル作用力のクランク軸を中心とする放射方向（又は、クランク長の長さ方向）成分（以下、「ペダル作用力放射方向成分」という）の大きさを検出する放射方向成分検出センサ４、及び、クランク回転角度センサ２、回転方向成分検出センサ３、並びに、放射方向成分検出センサ４から送信される信号に基づいて、ペダリングの改善に対する指針を報知するサイクルコンピュータ１を備える。
　なお、クランク回転角度検出センサ２、回転方向成分検出センサ３、及び、放射方向成分検出センサ４は図示しない発信機を備えており、各センサ２～４からサイクルコンピュータ１へ検出信号を送信することが可能となっている。つまり、サイクルコンピュータ１と各センサ２～４とは無線で接続されている。
　クランク回転角度検出センサ２は、例えばクランクギアの外周部近傍に狭装された、発光部と受光部とを有する光学式の回転検出センサからなり、発光部と受光部との間を通過するギアの歯の数をカウントし、このカウント値とギアの歯数との比を求めることで、回転角度を検出することができる。なお、回転角度検出センサ２としてはこれに限定されるものではなく、ポテンションメータ等の既存のセンサが利用可能である。このセンサ２からは、クランク回転角度に応じたクランク回転角度検出信号がサイクルコンピュータ１に送信される。
　なお、本実施の形態においては、クランク回転角度は、左クランクシャフトＢ３１１を基準に表されるものとする。つまり、左クランクシャフトＢ３１１が１２時の方向に位置する（先端が上方を向く）ときに、クランク回転角度は「０°」である。また、クランク回転角度検出センサ２は、左クランクシャフトＢ３１１が３時の方向を指す（先端が前方を向く）とき、クランク回転角度「９０°」を示し、左クランクシャフトＢ３１１が９時の方向を指す（先端が後方を向く）とき、クランク回転角度「２７０°」を示す。そして、クランク回転角度検出センサ２が検出するクランク回転角度θの範囲は０°以上３６０°未満（０≦θ＜３６０°）となっており、左クランクシャフトＢ３１１が１２時の方向から時計回りで回転する向きを「＋」方向とする。
　回転方向成分検出センサ３は、２つの歪みセンサからなるセンサのユニット３ａ（以下、「回転方向歪みセンサユニット３」という）、回転方向歪みセンサユニット３ａを構成する歪みセンサの各端子に接続された回転方向歪み検出回路３ｂ、及び、センサ３を包括的に制御する回転方向成分制御部３ｃを具備し（図５（ｂ）参照）、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２の正面（各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２が６時の方向を指すとき、進行方向を向く面）に回転方向成分検出センサ３が取り付けられている（左クランクシャフトＢ３１１に取り付けられている左回転方向成分検出センサ３１、右クランクシャフトＢ３１２に取り付けられている右回転方向成分検出センサ３２）。
　図３（ａ）に示すように、各回転方向歪みセンサユニット３ａを構成する歪みセンサは、各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２の正面において互いに直交した状態で接着されている。回転方向歪み検出回路３ｂは、各歪みセンサの出力の増幅及び調整を行い、当該センサユニット３ａが検出した統一的な歪み量を表す情報（以下、「回転方向歪み情報」という）を制御部３ｃに送信する。各センサ３１、３２の回転方向成分制御部３ｃは、回転方向歪み検出回路３ｂが送信した回転方向歪み量情報に基づいて、次の式（１）より、クランク踏力回転方向成分の大きさＦｘを算出し、各ペダル作用力回転方向成分の大きさＦｘに応じた回転方向成分検出信号をサイクルコンピュータ１に送信する。
〔式（１）〕
　　　Ｆｘ＝ｍｇ（Ｘ－Ｘｚ）／（Ｘｃ－Ｘｚ）
　
　ここで、「ｍ」は質量を表し、「ｇ」は重力加速度を表し、「Ｘ」は回転方向歪み検出回路３ｂによって検出された歪み量、「Ｘｃ」はクランクシャフトＢ３１が水平状態に保持されているときにペダルＢ３２に垂直な力（ｍｇ（Ｎ））が作用した場合のクランクシャフトＢ３１の正面の歪み量、「Ｘｚ」はクランクシャフトＢ３１が無負荷状態である場合におけるクランクシャフトＢ３１の正面の歪み量を表す。なお、Ｘｃ、Ｘｚは、例えば、当該センサ３を使用する前にセンサユニット３ａをクランクシャフトＢ３１の正面に貼り付けて校正することによって取得される。
　放射方向成分検出センサ４は、２つの歪みセンサからなるセンサのユニット４ａ（以下、「放射方向歪みセンサユニット４」という）、放射方向歪みセンサユニット４ａを構成する歪みセンサの各端子に接続された放射方向歪み検出回路４ｂ、及び、センサ４を包括的に制御する放射方向成分制御部４ｃを具備し（図５（ｂ）参照）、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、クランクシャフトＢ３１の外側面に放射方向成分検出センサ４が取り付けられている（左クランクシャフトＢ３１１に取り付けられている左放射方向成分検出センサ４１、右クランクシャフトＢ３１２に取り付けられている右放射方向成分検出センサ４２）。
　図３（ｂ）に示すように、各放射方向歪みセンサユニット４ａを構成する歪みセンサは、各クランクシャフトＢ３１１、Ｂ３１２の外側面において互いに直交した状態で接着されている。放射方向歪み検出回路３ｂは、各歪みセンサの出力の増幅及び調整を行い、当該センサユニット４ａが検出した統一的な歪み量を表す情報（以下、「放射方向歪み情報」という）を制御部４ｃに送信する。各センサ４１、４２の放射方向成分制御部４ｃは、放射方向歪み検出回路４ｂが送信した放射方向歪み量情報に基づいて、次の式（２）より、クランク作用力放射方向成分の大きさＦｙを算出し、各ペダル作用力放射方向成分の大きさＦｙに応じた放射方向成分検出信号をサイクルコンピュータ１に送信する。
〔式（２）〕
　　　Ｆｙ＝ｍｇ（Ｙ－Ｙｚ）／（Ｙｕ－Ｙｚ）
　
　ここで、「ｍ」は質量を表し、「ｇ」は重力加速度を表し、「Ｙ」は放射方向歪み検出回路４ｂによって検出された歪み量、「Ｙｕ」はペダルＢ３２が下死点に位置するときにペダルＢ３２に垂直な力（ｍｇ（Ｎ））が作用した場合のクランクシャフトＢ３１の外側面の歪み量、「Ｙｚ」はクランクシャフトＢ３１が無負荷状態である場合におけるクランクシャフトＢ３１の外側面の歪み量を表す。なお、Ｙｕ、Ｙｚは、例えば、当該センサ４を使用する前にセンサユニット４ａをクランクシャフトＢ３１の外側面に貼り付けて校正することによって取得される。
　次に、図４及び図５（ａ）を用いて、サイクルコンピュータ１の構成について説明する。図４はサイクルコンピュータ１の外観図であり、図５（ａ）はペダリング矯正補助装置１００の電気的なブロック構成図である。図４に示すように、サイクルコンピュータ１は、自転車ＢのハンドルＢ４に着脱可能である取付部材６を介して自転車Ｂに装着されている。サイクルコンピュータ１は、所定の情報を入力するための入力部１１、所定の情報を表示するための表示部１２、後述するペダリングに関わる所定の処理を実行する演算回路を具備する制御部１３（図５（ａ）参照）、及び、これら入力部１１、表示部１２並びに制御部１３を収容する筐体１４を有する。
　入力部１１は、筐体１４の上面から突出した状態で並設された押圧操作可能な３つのボタン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、及び、スライド式のスイッチからなり、電力供給のＯＮ／ＯＦＦ切り換え操作を行うための電源スイッチ１１ｄを備えている。
　また、図５（ａ）に示すように、入力部１１は、ボタン１１ａ～１１ｃ及び電源スイッチ１１ｄの操作に伴う入力信号を制御部１３への制御情報として中継する入力制御回路１１ｅを備える。各ボタン１１ａ～１１ｃが押圧操作されると、入力制御回路１１ｅは押圧操作に対応する制御情報に変換して制御部１３に送信する。これによって、運転者は、ボタン１１ａ～１１ｃの限られた数のボタンであっても、これらのボタン操作の組み合わせによって、運転者や自転車に関する固有情報の入力や計測の開始／終了等、ボタンの数以上の複数の種類の入力操作が可能となる。
　なお、本実施の形態では、所定の情報を入力するための構造として、押圧操作可能なボタン１１ａ～１１ｃを採用しているが、これに限られず、十字キー、トラックボール及びジョイスティック等のポインティングデバイスを採用することも可能である。
　表示部１２は、後述するペダル作用力の理想と現実との比較情報やペダリングの改善情報等を含む所定の情報を表示するための液晶パネル１２ａと、表示すべき情報に応じて当該液晶パネル１２ａの表示制御を行う表示制御回路１２ｅとを具備する。なお、液晶パネル１２ａをタッチパネルにして、入力部１１と表示部１２とを一体化することも可能である。
　サイクルコンピュータ１の制御部１３は、ＣＰＵ１３ａ、ＲＯＭ１３ｂ、ＲＡＭ１３ｃ、記録媒体用Ｉ／Ｆ１３ｄ、センサ用Ｉ／Ｆ１３ｅ、通信用Ｉ／Ｆ１３ｆ、及び、発振回路１３ｇからなり、これら各構成部はバス１３ｈによって接続されている。
　ＣＰＵ１３ａは、ＲＯＭ１３ｂに予め記憶されているプログラムに基づいて、目標となるペダル作用力（以下、「参考ペダル作用力」という）と実際に計測されたペダル作用力（以下、「計測ペダル作用力」という）との比較、及び、参考ペダル作用力と計測ペダル作用力から導出されるペダリングの改善案内の表示等を含むサイクルコンピュータとしての基本動作を制御する。ＲＯＭ１３ｂには、ＣＰＵ１３ａが実行するサイクルコンピュータとしての基本処理を実行するためのプログラムコードが予め記憶されている。ＲＡＭ１３ｃは、ＣＰＵ１３ａがサイクルコンピュータとしての基本処理を実行する際に行う演算処理において、データ等のワーキングエリアとして機能する。
　記録媒体用Ｉ／Ｆ１３ｄは、参考ペダル作用力と計測ペダル作用力との比較結果等をメモリカード等の記録媒体に記録する際のインターフェースである。センサ用Ｉ／Ｆ１３ｅは、上述したクランク回転角度検出センサ２、回転方向成分検出センサ３、及び、放射方向成分検出センサ４から送信される各種検出信号を取り込んで、ＣＰＵ１３ａからの指示に基づいて出力する。通信用Ｉ／Ｆ１３ｆは、携帯電話等の移動端末や自宅等に設置されるＰＣといった外部装置（図示せず）との間で各種データを送受信する外部の処理機器との間でデータの送受信を行うためのインターフェースである。発振回路１３ｇは、クロック発振子としての水晶振動子を具備しており、発生するクロックを計数することにより所定周期でＣＰＵ１３ａにパルス信号を出力する。なお、上述した入力部１１、表示部１２、及び、制御部１３は、バス１３ｇを介して必要な情報データの送受信がされる構成である。
　図６は、本発明の実施の形態に係るペダリング矯正補助装置１００の制御的な（又は、機能的な）構成を示すブロック図である。ペダリング矯正補助装置１００は、固有情報取得部Ｓ１、参考情報取得部Ｓ２、走行状況情報取得部Ｓ３、差分算出部Ｓ４、表示判定部Ｓ５、差分ベクトル算出部Ｓ６、差分ベクトル合成部Ｓ７、図面作成部Ｓ８及び情報表示部Ｓ９を有する。なお、走行状況情報取得部Ｓ３は、クランク回転角度情報取得部Ｓ３１、及び、ペダル作用力回転方向成分情報取得部Ｓ３２及びペダル作用力放射方向成分情報取得部Ｓ３３からなる。
　固有情報取得部Ｓ１は、自転車Ｂの種類（型番）・所定部品の寸法や運転者の体型・年齢、ユーザＩＤ等の自転車Ｂ及び運転者に固有な情報（以下、「固有情報」という）を取得する機能を有する。固有情報取得部Ｓ１は、例えば、入力部１１、及び、入力部１１のボタン１１ａ～１１ｃの操作に応じて入力項目を表示部１２に表示させると共に、ボタン１１ａ～１１ｃの操作に応じて入力制御回路１１ｅから出力された制御情報に基づくデータを保存する制御部１３によって構成される。
　参考情報取得部Ｓ２は、制御部１３で構成され、参考情報を取得する機能を有し、参考情報を示す参考データをＲＯＭ１３ｂ等の予め参考データを記憶している参考情報記憶部からＲＡＭ１３ｃの参考データ記憶領域にロードする。参考情報とは、参考ペダル作用力のことであり、例えばプロアスリート等の上級者の自転車走行によって採取される。すなわち、参考ペダル作用力は、ベクトルで構成され、ペダル作用力の大きさＦｓとその方向βで表される。なお、参考データは、クランク回転角度θに対応付けられて格納されている。
　走行状況情報取得部Ｓ３は、自転車Ｂのクランク回転角度等の走行中に変化し得る情報を取得する機能を有する。走行状況情報取得部Ｓ３は、クランク回転角度検出センサ２、回転方向成分出センサ３、放射方向成分検出センサ４、及び、これら各センサ２～４から送信された信号に基づくデータを保存する制御部１３によって構成される。
　また、走行状況情報取得部Ｓ３は、クランク回転角度取得部Ｓ３１、ペダル作用力回転方向成分情報取得部Ｓ３２、及び、ペダル作用力放射方向成分情報取得部Ｓ３３からなる。クランク回転角度取得部Ｓ３１は、クランク回転角度検出センサ２及び制御部１３で構成され、クランク回転角度検出センサ２から出力された信号に基づいて、クランク回転角度に関する情報を取得する機能を有し、クランク回転角度を表すデータ（以下、「クランク回転角度データ」という）をＲＡＭ１３ｃの所定領域に記憶する。ペダル作用力回転方向成分情報取得部Ｓ３２は、回転方向成分検出センサ３及び制御部１３で構成され、回転方向成分検出センサ３から出力された信号に基づきペダル作用力回転方向成分データをＲＡＭ１３ｃの所定領域に記憶（取得）する機能を有する。ペダル作用力放射方向成分情報取得部Ｓ３３は、放射方向成分検出センサ４及び制御部１３で構成され、放射方向成分検出センサ４から出力された信号に基づきペダル作用力放射方向成分データをＲＡＭ１３ｃの所定領域に記憶（取得）する機能を有する。
　差分算出部Ｓ４は、制御部１３で構成され、ペダル作用力回転方向成分情報取得部Ｓ３２によって取得されたペダル作用力回転方向成分データが示すペダル作用力回転方向成分の大きさと、ペダル作用力放射方向成分情報取得部Ｓ３３によって取得されたペダル作用力放射方向成分データが示すペダル作用力放射方向成分の大きさとから算出される計測ペダル作用力の大きさを算出すると共に、この算出された計測ペダル作用力の大きさと参考情報取得部Ｓ２によって取得された参考情報が示す参考ペダル作用力の大きさとの差分の絶対値（以下、「ペダル作用力差分」という）を算出する機能を有し、算出値であるペダル作用力差分を示すペダル作用力データをＲＡＭ１３ｃのペダル作用力値差分記憶領域に記憶する。
　表示判定部Ｓ５は、制御部１３で構成され、参考ペダル作用力及び計測ペダル作用力を表示するが否か、具体的には、差分算出部Ｓ４が算出したペダル作用力差分が予め設定された基準値以上であるか否かを判定する機能を有し、その判定結果を示す表示判定結果データをＲＡＭ１３ｃの表示判定結果データ記憶領域に記憶する。
　差分ベクトル算出部Ｓ６は、制御部１３で構成され、参考情報取得部Ｓ２が取得した参考情報と、ペダル作用力回転方向成分情報取得部Ｓ３２が取得したペダル作用力回転方向成分に関する情報及びペダル作用力放射方向成分情報取得部Ｓ３３が取得したペダル作用力放射方向成分に関する情報に基づいて、計測ペダル作用力から参考ペダル踏力を引いた差分ベクトルを算出する機能を有しており、その算出結果を示す差分ベクトルデータをＲＡＭ１３ｃの差分ベクトル記憶領域に記憶する。なお、差分ベクトルデータは、差分ベクトルの大きさＦｃと、その方向γとで構成される。
　差分ベクトル合成部Ｓ７は、制御部１３で構成され、差分ベクトル算出部Ｓ６が算出した差分ベクトルを合成する機能を有し、差分ベクトルが合成された合成差分ベクトルを示す合成差分ベクトルデータをＲＡＭ１３ｃの合成差分ベクトルデータ記憶領域に記憶する。なお、本実施の形態においては、クランクＢ３１の１回転は、３分割されて、パワーゾーン（３０°≦θ＜１８０°）と引き足ゾーン（１８０°≦θ＜３３０°）と蹴り出しゾーン（３３０°≦θ＜３０°）とに分けられており、それに伴って合成差分ベクトルデータ記憶領域も３分割されてパワーゾーン部と引き足ゾーン部と蹴り出しゾーン部とで構成されている。差分ベクトル合成部Ｓ７は、ゾーン毎に合成差分ベクトルを算出し、対応するゾーン部に記憶する。
　図面作成部Ｓ８は、制御部１３で構成され、表示判定部Ｓ５によって表示すると判定された算出された両ペダル作用力、及び、差分ベクトル合成部Ｓ７によって算出されたゾーン毎の合成差分ベクトルを可視化により報知するために、これらを表す図面の元となる図面データを作成する機能を有する。具体的には、図面作成部Ｓ８は、図面データとして、クランクＢ３１の回転（ペダリング）を表す基準円のオブジェクト（以下、「基準円グラフオブジェクト」という）の元となる基準円オブジェクトデータ、各ゾーンの境界を表す仕切り線のオブジェクト（以下、「仕切り線オブジェクト」という）の元となる仕切り線オブジェクトデータ、参考ペダル作用力のオブジェクト（以下、「参考ペダル作用力オブジェクト」という）の元となる参考ペダル作用力オブジェクトデータ、計測ペダル作用力のオブジェクト（以下、「計測ペダル作用力オブジェクト」という）の元となる計測ペダル作用力オブジェクトデータ、及び、合成差分ベクトルのオブジェクト（以下、「合成差分ベクトルオブジェクト」という）の元となる合成差分ベクトルオブジェクトデータを作成し、ＲＡＭ１３ｃの所定領域に記憶する。さらに、図面作成部Ｓ８は、これらのオブジェクトをオーバーレイした比較・改善案内オブジェクトの元となる比較・改善案内オブジェクトデータを作成し、ＲＡＭ１３ｃからなる送信バッファにセットする。
　情報表示部Ｓ９は、制御部１３及び表示部１２で構成され、図面作成部Ｓ８が作成した図面データに基づいて、表示部２に図面を表示させる機能を有する。
　次に、図７を用いて、ペダリング矯正補助装置１００がペダル作用力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内を表示（報知）する処理・方法について説明する。なお、左クランクシャフトＢ３１１のペダル作用力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内を表示（報知）する処理・方法を表示する処理・方法と右クランクシャフトＢ３１２のペダル踏力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内を表示（報知）する処理・方法を表示する処理・方法とは、同様であるので、本実施の形態におけるペダリング矯正補助装置１００では、左クランクシャフトＢ３１１（右足）のペダル作用力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内を表示（報知）する処理・方法を代表として説明する。
　電源スイッチ１１ｄの操作を介してサイクルコンピュータ１に電力が供給されると、ＣＰＵ１３ａにシステムリセットが発生し、ＣＰＵ１３はＲＯＭ１３ｂに記憶されているペダル踏力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内を表示（報知）するプログラムに基づいて、図７に示すペダル作用力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内の表示（報知）処理を開始する。
　まず、ステップＳ１において、情報入力処理を行う。ここでは、運転者のボタン１１ａ～１１ｃによって運転者及び自転車の固有情報の入力を促すためにコーションを表示すると共に、所望の固有情報が入力されるまで待機する。そして、入力部１１からの情報（ボタン１１ａの被操作を示す第１ボタン操作検出信号、ボタン１１ｂの被操作を示す第２ボタン操作検出信号、及び、ボタン１１ｃの被操作を示す第３ボタン操作検出信号）が入力されると、斯かる入力された情報に基づいて、各種固有情報を表す固有情報データをＲＡＭ１３ｂの固有情報データ記憶領域に記憶する。固有情報は、運転者の最大パワー、性別、身長・体重、自転車の種類、タイヤの大きさ・種類、クランク長等で構成されるものである。
　ステップＳ２において、クランク回転角度θ、ペダル作用力回転方向成分の大きさＦｘ、及び、ペダル作用力放射方向成分の大きさＦｙの計測を開始するための条件（以下、「計測開始条件」という）が成立し、これらの計測を開始することができるか否かを判定する。例えば、入力制御回路１１ｅから計測開始を示す制御情報が送信されてくることが計測開始条件の成立となるようにしてもよい。ステップＳ２において、計測開始条件が成立していないと判定すると当ステップＳ１に処理を移し、計測開始条件が成立したと判定するとステップＳ３に処理を移す。
　ステップＳ３において、ＲＯＭ１３ｂに格納されている参考データをＲＡＭ１３ｃの参考データ記憶領域に記憶する。本実施の形態では、参考データはテーブル（以下、「参考データテーブル」という）で構成されており、クランク回転角度と参考ペダル踏力（大きさ・方向）とが対応している。なお、参考データテーブルのクランク回転角度は０°から３５９°まで１°間隔で設定されている。
　ステップＳ４において、各種検出センサ２～４から送信される検出信号に基づいて、走行状況情報を表す走行状況データをＲＡＭ１３ｃの走行状況データ記憶領域に記憶する。本実施の形態において、走行状況情報は、クランク回転角度θ、ペダル作用力回転方向成分の大きさＦｘ、及び、ペダル作用力放射方向成分の大きさＦｙで構成される。なお、走行状況データ記憶領域は、クランク回転角度データを記憶するクランク回転角度部、ペダル作用力回転方向成分データを記憶するペダル作用力回転方向成分部、及び、ペダル作用力放射方向成分データを記憶するペダル作用力放射方向成分部で構成される。
　なお、左クランクシャフトＢ３１１と右クランクシャフトＢ３１２の位相差が１８０°であるため、右クランクシャフトＢ３１２の回転角度は、クランク回転角度データが示すクランク回転角度データに１８０°を加算した値となる。また、ペダル作用力回転方向成分データ及びペダル作用力放射方向成分データはクランク回転角度データに対応付けて記憶する。
　また、ステップＳ４の処理は、発振回路１３ｇから出力されるパルス信号に基づいて例えば１０ｍｓ毎に行われ、クランク回転角度データ、ペダル作用力回転方向成分データ及びペダル作用力放射方向成分データは逐次記憶される。
　ステップＳ５において、ステップＳ４で検出されたペダル作用力回転方向成分及びペダル作用力放射方向成分に基づき計測ペダル作用力の大きさＦａ（以下、「計測ペダル作用力値」という）を算出し、ＲＡＭ１３ｃの所定領域に記憶すると共に、当該計測ペダル作用力値とステップＳ４で検出されたクランク回転角度θａに最も近い参考データテーブルのクランク回転角度θｂに対応する参考ペダル作用力の大きさＦｂ（以下、「参考ペダル作用力値」という）との差分を算出し、ＲＡＭ１３ｃの所定領域に記憶する。
　ステップＳ６において、ステップＳ５で算出された差分に係る計測ペダル作用力及び参考ペダル作用力の表示を行うか否かを判定する。具体的には、ステップＳ５で算出されたペダル作用力値の差分が所定の基準値Ｋ以上であるか否かを判定する。基準値Ｋは、特に限定されないが、本実施の形態では３０（Ｎ）に設定されている。ステップＳ７において、ステップＳ６で表示する、すなわち、ペダル作用力値の差分が基準値Ｋ以上であると判定されると、ステップＳ８に処理を移し、ステップＳ６で表示しない、すなわち、ペダル作用力値の差分が基準値Ｋ未満であると判定されると、ステップＳ９に処理を移す。
　ステップＳ８において、ベクトルである計測ペダル作用力から参考ペダル作用力を引いた差分ベクトルを算出し、差分ベクトルを示す差分ベクトルデータをＲＡＭ１３ｃの差分ベクトルデータ記憶領域に記憶する。なお、ステップＳ４で取得されたクランク回転角度データが表すクランク回転角度θａ、ペダル作用力回転方向成分データが表すペダル作用力回転方向成分の大きさＦｘ及びペダル作用力回転方向成分データが表すペダル作用力回転方向成分の大きさＦｙに基づいて、当該クランク回転角度θａにおける計測ペダル作用力の方向を算出することが可能である。また、ステップＳ３で取得された参考データテーブルのクランク回転角度の中で、クランク回転角度θａに最も近いクランク回転角度θｂに対応するペダル作用力値データが参考ペダル作用力の大きさとなり、そのクランク回転角度θｂに対応するペダル作用力方向データが参考ペダル作用力の方向となる。これらの各ペダル作用力の大きさ及び方向に基づいて差分ベクトルを算出する。
　なお、当該差分ベクトルを記憶する際には、当該クランク回転角度θａに最も近いクランク回転角度θｂに対する差分ベクトルとして記憶する。差分ベクトル記憶領域はクランク回転角度θｂに対応付けられて３６０分割されており、上記のゾーンが関連付けられている。
　ステップＳ９において、クランクＢ３１が１回転したか否かを判定する。ステップＳ３で取得したクランク回転角度データが示すクランク回転角度が新たに３６０°を超えたか否かを判定する。本ステップでクランク回転角度が所定値以上ではないと判定すると、ステップＳ４に処理を移し、クランク回転角度が所定値以上であると判定すると、ステップＳ１０に処理を移す。
　ステップＳ１０において、ゾーン毎の差分ベクトルを合成し、差分ベクトルの大きさ及びその方向をＲＡＭ１３ｃの差分ベクトルデータ記憶領域に記憶する。差分ベクトルデータ記憶領域は、ゾーンの種類及び差分ベクトルの構成要素（大きさ・方向）に対応付けられて６分割されている。すなわち、差分ベクトルデータ記憶領域は、パワーゾーン用のパワーゾーン部、引き足ゾーン用の引き足ゾーン部及び蹴り出しゾーン用の蹴り出しゾーン部で構成され、各部は差分ベクトルの大きさを表す差分ベクトル大きさデータを記憶する差分大きさ部と差分ベクトルの方向を表す差分ベクトル方向データを記憶する差分方向部とで構成される。
　ステップＳ１１において、ステップＳ７で表示すると判定された計測ペダル作用力並びに参考ペダル作用力、及び、各ゾーンの合成差分ベクトルを表示部１２に表示するために、表示部１２に表示する図面の元となるデータを作成する図面作成処理を行う。
　具体的には、まず、左クランクシャフトＢ３１１に係る基準円オブジェクトデータを作成し、ＲＡＭ１３ｃの基準円オブジェクト領域に記憶し、パワーゾーン、引き足ゾーン及び蹴り出しゾーンを表現するための仕切り線オブジェクトデータを作成し、ＲＡＭ１３ｃの仕切り線オブジェクト領域に記憶する。図９に示すように、この仕切り線オブジェクトによって、基準円オブジェクトが周方向に３分割され、パワーゾーン、引き足ゾーン及び蹴り出しゾーンが表現される。これは、上述した様に、基準円オブジェクトには参考データのクランク回転角度θｂが対応付けられており、各ゾーンが設定されるクランク回転角度の範囲、すなわち、仕切り線オブジェクトが示すクランク回転角度は、例えば予めＲＯＭ１３ｂにテーブルとして記憶されている。
　次に、ステップＳ７で表示すると判定された、計測ペダル作用力に係る計測ペダル作用力オブジェクトデータ及び参考ペダル作用力を表現する参考ペダル作用力オブジェクトデータを作成し、ＲＡＭ１３ｃの所定領域に記憶する。図９に示すように、両ペダル作用力オブジェクトは始点を共有し、始点は、基準円オブジェクトの円周上の参考ペダル作用力に対応付けられているクランク回転角度θｂの位置に配される。また、参考ペダル作用力オブジェクトと計測ペダル作用力オブジェクトとを区別できるように、参考ペダル作用力を表すベクトルの態様と計測ペダル作用力を表すベクトルの態様とは異なっている。具体的には、両ベクトルの間で、線幅及び矢印の形状が異なっている。本実施の形態では、参考ペダル作用力ベクトルの方が太い。
　最後に、ゾーン毎に合成差分ベクトルオブジェクトデータを作成し、ＲＡＭ１３ｃの合成差分ベクトルオブジェクト記憶領域に記憶する。合成差分ベクトルオブジェクト記憶領域は、パワーゾーン用の合成差分ベクトルオブジェクトデータを記憶するパワーゾーン部、引き足ゾーン用の合成差分ベクトルオブジェクトデータを記憶する引き足ゾーン部及び蹴り出しゾーン用の合成差分ベクトルオブジェクトデータを記憶する蹴り出しゾーン部で構成されている。各ゾーン用の合成差分ベクトルオブジェクトは、対応するゾーンが表現される部分の中心辺りに配される。図９に示すように、合成差分ベクトルオブジェクトは、白抜きの矢印で構成されており、矢印の向きが合成差分ベクトルの方向を表し、矢印の大きさが合成差分ベクトルの大きさを表している。本実施の形態においては、合成差分ベクトルの大きさは５つ設定されており、各合成差分ベクトルオブジェクトの大きさについて合成差分ベクトルの大きさの範囲が設定されている。
　ステップＳ１２において、ステップＳ８で作成した図面の元となるデータを表示部１２に送信し、参考ペダル作用力と計測ペダル作用力との比較やペダリング改善案内等の情報を表示（報知）する情報表示処理を行う。
　ステップＳ１３において、計測終了条件が成立し、計測を終了することができることか否かを判定する。本実施の形態においては、計測終了のためのボタン操作を示す信号が送信されてくることが計測終了条件の成立となる。本ステップにおいて、計測終了条件が成立していないと判定すると、ステップＳ４に処理を移し、計測終了条件が成立したと判定すると当該メイン処理を終了する。
　以上のように、ペダリング矯正補助装置によって、参考ペダル作用力及び計測ペダル作用力が表示され、参考ペダル作用力と計測ペダル作用力との関係が示されることで、運転者は参考ペダル作用力と計測ペダル作用力との相違点を理解し、ペダルへの荷重のかけ方、すなわち、ペダル作用力に関するペダリングを矯正することができる。また、クランク回転角度を算出し、クランク回転角度に対応付けて参考ペダル作用力と計測ペダル作用力との関係を表示することで、自分のペダル作用力に関するペダリングを一層正確に把握することができる。これは、クランクの回転とペダル作用力を発生させる足の運動とが連動・同期しているからである。さらに、参考ペダル作用力の大きさと計測ペダル作用力の大きさとの差の絶対値が所定の基準値以上の場合に参考ペダル作用力と計測ペダル作用力との関係が報知される。すなわち、ペダル作用力に関するペダリングが良くない場合に、その関係が報知される。このように、報知内容を必要最低限に抑えることで、情報を整理する手間が省け、ペダリングの矯正が容易になる。
　また、ベクトルである参考ペダル作用力と計測ペダル作用力との差分の合成からなる合成差分ベクトルを報知することによって、ペダリングの矯正が案内されるので、容易に且つ正確にペダリングを矯正することができる。さらに、クランクの１回転をペダリングの構成要素（パワーゾーン、引き足、蹴り出し）に関連付けて複数の分割し、分割された所定の範囲毎に合成差分ベクトルを報知することで、さらに正確にペダリングを構成することができる。また、参考ペダル作用力と計測ペダル作用力との関係を、表示装置を用いて図形で表現することにより、ペダリング状態の把握が容易となる。
　なお、サイクルコンピュータ１、クランク回転角度検出センサ２、回転方向成分検出センサ３及び放射方向成分検出センサ４が本発明のペダリング矯正補助装置を構成する。また、回転方向成分検出センサ３及び放射方向成分検出センサ４とペダル作用力回転方向成分情報取得部Ｓ３２及びペダル作用力放射方向成分情報取得部Ｓ３３とが本発明の実測値取得手段を構成し、差分算出部Ｓ４及び表示判定部Ｓ５が本発明の比較手段を構成する。また、図面作成部Ｓ８及び情報表示部Ｓ９が本発明の報知制御手段を構成し、表示部２が本発明の報知実行手段を構成する。さらに、クランク回転角度情報取得部Ｓ３１が本発明のクランク回転角度情報取得手段を構成する。また、差分ベクトル算出部Ｓ６が本発明の差分ベクトル算出手段を構成し、差分ベクトル合成部Ｓ７が本発明の差分ベクトル合成手段を構成する。
（その他の実施の形態）
　実施の形態１においては、参考データは参考データテーブルで構成されているが、クランク回転角度とペダル作用力の大きさとの関係を表す所定の計算式で構成されるようにしてもよい。これにより、参考データの精度が高くなるので、ペダリングの矯正を正確に行うことができる。また、ＲＯＭ１３ｂ等の参考情報記憶部が予め記憶するデータ量の増大を抑えることができる。
　また、実施の形態１では、参考データテーブルのクランク回転角度は１°間隔で設定されているが、この間隔の幅は限定されず、適宜に設定される。
　また、実施の形態１においては、参考データとしての参考データテーブルは１種類であるが、複数種類の参考データテーブルが設定されていてもよい。この場合、例えば、参考データテーブルを自転車Ｂのタイヤのサイズや運転者の体型・性別・年齢・運転技術等のペダル作用力に関わる固有情報に関連付けて、これらの具体的態様の組み合わせに応じて参考データが異なるようにすることもできる。自転車や運転者に固有な性質によって、参考ペダル作用力が異なるので、参考データが正確になることで、ペダリングの矯正を正確に行うことができる。なお、この場合における固有情報は、例えば、ステップＳ１の固有情報処理において入力する。
　さらに、参考ペダル作用力は、風向、運転者の姿勢、ギア比、地面の勾配等の走行中に変化し得る外部環境や運転者・自転車の走行状況に応じても異なる。よって、外部環境や運転者・自転車の走行状況を参考データに関連付けて設定し、走行状況を走行中に検出し、検出結果に基づいて参考データを選択することで、参考データが一層正確になり、ペダリングの矯正を一層正確に行うことができる。また、この場合、参考データをＲＡＭ１３ｃ等の記憶手段に記憶・蓄積させると共に、これらのデータに基づいて参考データを修正することも可能である。このように、運転者・自転車に固有の参考データを修正することで参考データの精度が向上し、一層正確にペダリングを矯正することができる。この場合において、運転者にとっても参考データの取得が自動化されるので、ペダリング矯正補助装置１００の操作性の低下を防ぐことができる。
　また、実施の形態１では、参考ペダル作用力及び計測ペダル作用力の表示の成否に対する判定の基準対象はペダル作用力の大きさであるペダル作用力値のみであるが、これに限られない。例えば、判定の基準対象は、両ペダル作用力の方向のみや、或いは、ベクトルであるペダル作用力の方向とペダル作用力値との双方と設定することもできる。さらに、参考ペダル作用力及び計測ペダル作用力の表示に係る判定は、クランクＢ３１が１回転する度に行われているが、所定回数回転する毎に１回行う、すなわち、クランクＢ３１が所定回数回転したら表示内容を更新するようにすることもできる。あるいは、この判定を所定時間に１回行うようにすることもできる。これにより、制御部１３の負担が軽減される。
　また、実施の形態１では、改善案内は、毎回算出されて表示されているが、参考ペダル作用力及び計測ペダル作用力の表示と同様に、所定条件が成立したときに表示するようにすることもできる。例えば、当該クランクの１回転において、上記の参考ペダル作用力及び計測ペダル作用力の表示に係る判定で表示をするという判定結果が所定回数以上の場合に全ゾーンについて表示するようにする。また、ゾーン毎に所定条件の成立判定を行うようにすることができる。さらに、参考ペダル作用力及び計測ペダル作用力の表示と同様に、ペダル作用力値の差分が基準値未満のときは表示しないようにすることもできる。
　また、実施の形態１では、ゾーンは３種類設定されているが、ゾーンの種類は限定されず、適宜に設定される。さらに、例えば、ステップＳ１の情報入力処理においてゾーンを選択できるようにすることもできる。この場合、得意なゾーンと不得意なゾーンとが異なり、不得意なゾーンのみを表示したいと要望に対応することができる。また、実施の形態１では、ゾーンの範囲は固定されているが、変化するようにすることもできる。例えば、パワーゾーン、引き足ゾーン、蹴り出しゾーン等の範囲は地面の勾配により変化するので、ゾーンの範囲を地面の勾配に関連付け、地面の勾配を検出する。これにより、改善案内の精度が向上し、ペダリングの矯正を一層正確に行うことができる。
　また、実施の形態１においては、目標データがＲＯＭ１３ｂに予め記憶されているが、目標データは、例えばＳＤカード等のペダリング矯正補助装置１００に適応した記憶媒体に記憶され、記憶媒体用Ｉ／Ｆ１３を介して取得されるようにしてもよい。また、ステップＳ１の情報入力処理において、ユーザＩＤを入力することにより、サーバ等で記憶されている目標データや運転者等の固有の情報が、通信用Ｉ／Ｆ１３を介して取得されるようにしてもよい。
　さらに、ペダル作用力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内の表示態様は実施の形態１に限られない。例えば、合成差分ベクトルの大きさを合成差分ベクトルオブジェクトの色や形状で分類することもできる。
　また、実施の形態１では、両足に係るペダル作用力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内の表示を行っているが、いずれか一方の足についてのみを行うこともできる。さらには、例えばステップＳ１の情報入力処理において、どの足についてペダル踏力の理想と現実の比較及びペダリングの改善案内を表示するのかを選択するようにしてもよい。また、ステップＳ１の情報入力処理において表示内容も選択可能にすることもできる。
　また、実施の形態１では、サイクルコンピュータ１によってペダル作用力の理想と現実及びペダリングの改善情報が表示されているが、携帯電話等の移動端末のアプリケーションソフトウェアによってペダル作用力の理想と現実及びペダリングの改善情報を判断して表示するようにすることもできる。この場合、移動端末は自転車Ｂに設置しても、運転者が携帯するようにしてもよい。また、ステップＳ５～ステップＳ１２は、自宅等に設置されたＰＣ等の固定端末で実行されるようにしてもよい。この場合、クランク回転角度データ、ペダル作用力回転方向成分データ及びペダル作用力放射方向成分データ等の必要なデータは、例えば、サイクルコンピュータ１の記憶媒体用Ｉ／Ｆ１３ｄを介してメモリカード等の記録媒体に保存して、記録媒体から固定端末に取り込む。また、サイクルコンピュータ１の通信用Ｉ／Ｆ１３ｆを介して固定端末に送信して、固定端末に取り込む。
　なお、固定端末で、ステップＳ５～ステップＳ１２を実行する場合、これらの処理を行うためのプログラムが記憶されたＣＤ等の記憶媒体を固定端末に読み込んでも、これらの処理を行うためのプログラムが組み込まれたアプリケーションをサーバからダウンロードしてもよい。また、ステップＳ５～ステップＳ１２は移動端末や固定端末を介してサーバ上で実行されるようにしてもよい。
　また、本発明のペダリング矯正補助装置手段は路上を走行する自転車以外に、スポーツジム等に設置されるトレーニング用の走行不能なエクササイズバイク、又は、人力でペダルを漕いで推進する船（例えば、スワンボート）等のペダルに連結されたクランクを回転させる乗り物に適用することができる。
　また、実施の形態１においては、本発明の報知実行手段が液晶表示装置で構成されているが、報知実行手段はこれに限られない。例えば、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の他の表示装置でもよい。また、報知実行手段は、表示装置ではなく、スピーカー等の音響装置やライト等の照明装置でもよい。
　また、実施の形態１においては、クランクＢ３１の１回転が分割され、それぞれのゾーン毎に合成ベクトルが表示されるが、ゾーン毎に表示される情報は合成ベクトルに限られない。各ゾーン内で最大の大きさをもつ差分ベクトルを表示してもよい。
１　　　　サイクルコンピュータ
２　　　　クランク回転角度検出センサ
３　　　　回転方向成分検出センサ
４　　　　放射方向成分検出センサ
６　　　　取付部材
１１　　　入力部
１１ａ　　ボタン
１１ｂ　　ボタン
１１ｃ　　ボタン
１１ｄ　　電源スイッチ
１１ｅ　　入力制御回路
１２　　　表示部
１２ａ　　液晶パネル
１２ｅ　　表示制御回路
１３　　　制御部
１３ａ　　ＣＰＵ
１３ｂ　　ＲＯＭ
１３ｃ　　ＲＡＭ
１３ｄ　　記録媒体用Ｉ／Ｆ
１３ｅ　　センサ用Ｉ／Ｆ
１３ｆ　　通信用Ｉ／Ｆ
１３ｇ　　発振回路
１３ｈ　　バス
１４　　　筐体
１００　　ペダリング矯正補助装置
Ｂ　　　　自転車
Ｂ１　　　フレーム
Ｂ２　　　車輪
Ｂ２１　　前輪
Ｂ２２　　後輪
Ｂ３　　　駆動機構
Ｂ３１　　クランク
Ｂ３１１　左クランクシャフト
Ｂ３１２　右クランクシャフト
Ｂ３２　　ペダル
Ｂ３２１　左ペダル
Ｂ３２２　右ペダル
Ｂ３３　　チェーン
Ｓ１　　　固有情報取得部
Ｓ２　　　参考情報取得部
Ｓ３　　　走行状況情報取得部
Ｓ３１　　クランク回転角度情報取得部
Ｓ３２　　ペダル作用力回転方向成分情報取得部
Ｓ３３　　ペダル作用力放射方向成分情報取得部
Ｓ４　　　差分算出部
Ｓ５　　　表示判定部
Ｓ６　　　差分ベクトル算出部
Ｓ７　　　差分ベクトル合成部
Ｓ８　　　図面作成部
Ｓ９　　　情報表示部

Claims (10)

  1. 　車体に回転自在に連結されたクランクと、当該クランクに連結されたペダルとを具備し、前記ペダルに荷重がかかることによって前記クランクが回転する乗り物のペダリングの際に、前記ペダルに作用する力であるペダル作用力に関する実測値を取得する実測値取得手段と、
    　前記実測値と同一種類の予め設定されている参考データと、前記実測値とを比較する比較手段と、
    　前記比較手段による比較結果に基づいて、前記参考データと前記実測値との関係を報知実行手段に報知させる報知制御手段と、を有することを特徴とするペダリング矯正補助装置。
  2. 　前記クランクの回転角度を検出するクランク回転角度検出手段を有し、
    　前記参考データは前記クランクの回転角度に対応付けられて設定されており、
    　前記実測値取得手段は、前記クランクの回転角度に対応付けて前記実測値を取得し、
    　前記比較手段は、前記クランクの回転角度に関連付けて前記参考データと前記実測値とを比較し、
    　前記報知制御手段は、前記クランクの回転角度に対応付けて前記参考データと前記実測値との関係を前記報知実行手段に報知させることを特徴とする請求項１に記載のペダリング矯正補助装置。
  3. 　前記比較手段は、前記参考データと前記実測値との差分を算出し、
    　前記報知制御手段は、前記差分が所定の基準値以上である場合に、前記参考データと前記実測値との関係を前記報知実行手段に報知させることを特徴とする請求項１又は２に記載のペダリング矯正補助装置。
  4. 　前記実測値取得手段は、前記ペダル作用力を表すベクトルを実測値として取得し、
    　前記実測値に係るベクトルと、前記参考データに係るベクトルとの差分である差分ベクトルを算出する差分ベクトル算出手段と、前記差分ベクトルを合成する差分ベクトル合成手段と、を有し、
    　前記報知制御手段は、前記差分ベクトル合成手段によって合成された合成差分ベクトルを前記報知実行手段に報知させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のペダリング矯正補助装置。
  5. 　前記報知制御手段は、前記クランクの回転角度の所定の範囲における前記参考データと前記実測値との関係を前記報知実行手段に報知させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のペダリング矯正補助装置。
  6. 　前記差分ベクトル算出手段は、前記クランクの回転角度に対応付けて前記差分ベクトルを算出し、
    　前記差分ベクトル合成手段は、前記クランクの回転角度の所定の範囲における前記差分ベクトルを合成し、
    　前記報知制御手段は、前記クランクの回転角度の所定の範囲における前記合成差分ベクトルを前記報知実行手段に報知させることを特徴とする請求項４又は５に記載のペダリング矯正補助装置。
  7. 　前記報知実行手段は、表示装置を含み、
    　前記報知制御手段は、前記表示装置に、
    　前記ペダルの回転軌道を円周で表示させ、
    　前記クランクの回転角度の所定の範囲を、前記円周と前記円周の中心から前記円周上の点を結ぶ２本の直線とで囲まれた部分で表示させ、
    　前記囲まれた部分に、当該囲まれた部分に対応する前記クランクの回転角度の所定の範囲に係る前記合成差分ベクトルを表す画像を表示させることを特徴とする請求項５に記載のペダリング矯正補助装置。
  8. 　車体に回転自在に連結されたクランクと、当該クランクに連結されたペダルとを具備し、前記ペダルに荷重がかかることによって前記クランクが回転する乗り物のペダリングの際に、前記ペダルに作用する力であるペダル作用力に関する実測値を取得し、
    　前記実測値と同一種類の予め設定されている参考データと、前記実測値とを比較し、
    　前記比較手段による比較結果に基づいて、前記参考データと前記実測値との関係を報知実行手段に報知させることを特徴とするペダリング矯正補助方法。
  9. 　コンピュータに、
    　車体に回転自在に連結されたクランクと、当該クランクに連結されたペダルとを具備し、前記ペダルに荷重がかかることによって前記クランクが回転する乗り物のペダリングの際に、前記ペダルに作用する力であるペダル作用力に関する実測値を取得する実測値取得機能と、
    　前記実測値と同一種類の予め設定されている参考データと、前記実測値とを比較する比較機能と、
    　前記比較手段による比較結果に基づいて、前記参考データと前記実測値との関係を報知実行手段に報知させる報知制御機能と、を実現させるためのプログラム。
  10. 　コンピュータに、
    　車体に回転自在に連結されたクランクと、当該クランクに連結されたペダルとを具備し、前記ペダルに荷重がかかることによって前記クランクが回転する乗り物のペダリングの際に、前記ペダルに作用する力であるペダル作用力に関する実測値を取得する実測値取得機能と、
    　前記実測値と同一種類の予め設定されている参考データと、前記実測値とを比較する比較機能と、
    　前記比較手段による比較結果に基づいて、前記参考データと前記実測値との関係を報知実行手段に報知させる報知制御機能と、を実現させるためのプログラムを記録した媒体。
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