JP2006298166A - 車両状態伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 運転者の触覚によって、常に車両の状態を把握する車両状態伝達装置を提供する。
【解決手段】 車両の状態を検出装置で検出し、この検出装置の情報に基づいて伝達手段34を作動させることで、運転者に車両の状態を伝える車両状態伝達装置11において、伝達手段34は、車両状態の変化を操作手段(ステアリングホイール)21を介して触覚情報として運転者に伝達する第1の触覚提示手段32を備え、この触覚提示手段が車両走行時には常時作動し続ける。
【選択図】 図10
【解決手段】 車両の状態を検出装置で検出し、この検出装置の情報に基づいて伝達手段34を作動させることで、運転者に車両の状態を伝える車両状態伝達装置11において、伝達手段34は、車両状態の変化を操作手段(ステアリングホイール)21を介して触覚情報として運転者に伝達する第1の触覚提示手段32を備え、この触覚提示手段が車両走行時には常時作動し続ける。
【選択図】 図10
Description
本発明は、車両の状態を運転者の触覚に伝える車両状態伝達装置に関するものである。
車両の状態を運転者の触覚に伝える技術として、異常警告装置がある。異常警告装置は、一つは、車両旋回中にタイヤがグリップ限界に達する現象など操舵異常を操舵異常検出手段で検出した場合に、警告手段により操舵トルクに変化を付与(例えば、操舵トルクを通常より急に減少させる。又は、振動させる。)するので、事実をステアリングホイールを介して運転者に触覚的に伝達することができる。もう一つに、スリップ量異常検出手段により車輪の回転方向のスリップ量が異常であることが検出された場合に、同様の作動で、事実をステアリングホイールを介して運転者に触覚的に伝達することができる(例えば、特許文献1参照。)。
また、運転者に触覚的に警報を伝達すものとして、車両用警報装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平6−206558号公報
特開2001−80436公報(第8頁、図1、第7頁、図2)
特許文献2を次図に基づいて説明する。
図21(a)、(b)は、従来の技術の基本構成を説明する図であり、(b)は(a)のb−b線断面図である。従来の車両用警報装置201は、ステアリングホイール202にゴムチューブ203を取付け、ゴムチューブ203に圧力変更機構204を接続し、電子制御ユニット(ECU)205が車輪のタイヤ空気圧を検出して低下したと判断した場合に、圧力変更機構204の増圧弁206と減圧弁207を交互に開くので、ゴムチューブ203が微小振動し、この微小振動が運転者の手のひらに伝達されることで、運転者の触覚が刺激される。従って、運転者はタイヤ空気圧の低下を確実に認識することができる。
図21(a)、(b)は、従来の技術の基本構成を説明する図であり、(b)は(a)のb−b線断面図である。従来の車両用警報装置201は、ステアリングホイール202にゴムチューブ203を取付け、ゴムチューブ203に圧力変更機構204を接続し、電子制御ユニット(ECU)205が車輪のタイヤ空気圧を検出して低下したと判断した場合に、圧力変更機構204の増圧弁206と減圧弁207を交互に開くので、ゴムチューブ203が微小振動し、この微小振動が運転者の手のひらに伝達されることで、運転者の触覚が刺激される。従って、運転者はタイヤ空気圧の低下を確実に認識することができる。
しかし、特許文献1の異常警告装置では、警告手段により操舵トルクを変えて、操作力を小(軽く)さくしたとき、ドライバにとっては、この軽さが、車速が下がったことによって軽くなったのか、摩擦係数が下がって軽くなったのか分かり難い。
また、ステアリングホイールが振動した場合、段差や未舗装など道路による振動か、車輪による振動か、警報としてステアリングホイールが振動しているのか分かり難い。
また、ステアリングホイールが振動した場合、段差や未舗装など道路による振動か、車輪による振動か、警報としてステアリングホイールが振動しているのか分かり難い。
特許文献2の車両用警報装置では、流体の応答性の低さから、作り出される触覚振動は低周波になり、異なる振動を発生させ難い。
また、圧力変更機構204でゴムチューブ203全体のチューブ径を増減させるので、振動に方向性を加えることはできなかった。
また、圧力変更機構204でゴムチューブ203全体のチューブ径を増減させるので、振動に方向性を加えることはできなかった。
特許文献1並びに特許文献2では、警報が作動したときに、運転者は、その警報を突然に感じることがあり、なぜその警報を発動するのに至ったかを知ることができなかった。それゆえに、警報の介入をわずらわしく感じることがあった。
本発明は、運転者の触覚によって、常に車両の状態を把握する車両状態伝達装置を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、車両の状態を検出装置で検出し、この検出装置の情報に基づいて伝達手段を作動させることで、運転者に車両の状態を伝える車両状態伝達装置において、伝達手段は、車両状態の変化を操作手段を介して触覚情報として運転者に伝達する触覚提示手段を備え、この触覚提示手段が車両走行時には常時作動し続けることを特徴とする。
請求項1に係る発明では、伝達手段は、車両状態の変化を操作手段を介して触覚情報として運転者に伝達する触覚提示手段を備え、この触覚提示手段が車両走行時には常時作動し続けるので、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができるという利点がある。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1は、本発明の車両状態伝達装置の概要を説明する図である。
車両状態伝達装置11は、車両12に採用したもので、車両12の走行状態を運転者に伝える。具体的には後述する。
車両12は、車室14と、車室14に配置した運転者用座席15と、運転者用座席15の前に配置したインストルメントパネル16と、前輪に接続したステアリングシャフト17と、操作手段であるところのステアリングホイール21と、操作手段であるところのアクセルペダル22と、ブレーキペダル23と、車両12を制御する電子制御装置24と、車両の状態を検出する検出装置であるところの車両状態検出装置25と、ドライバ認識装置26と、車両状態伝達装置11と、を備える。27はインストルメントパネル16に配置したスタートスイッチを示す。
図1は、本発明の車両状態伝達装置の概要を説明する図である。
車両状態伝達装置11は、車両12に採用したもので、車両12の走行状態を運転者に伝える。具体的には後述する。
車両12は、車室14と、車室14に配置した運転者用座席15と、運転者用座席15の前に配置したインストルメントパネル16と、前輪に接続したステアリングシャフト17と、操作手段であるところのステアリングホイール21と、操作手段であるところのアクセルペダル22と、ブレーキペダル23と、車両12を制御する電子制御装置24と、車両の状態を検出する検出装置であるところの車両状態検出装置25と、ドライバ認識装置26と、車両状態伝達装置11と、を備える。27はインストルメントパネル16に配置したスタートスイッチを示す。
車両状態検出装置25は、車輪速を検出する車輪速検出装置と、車速を検出する車速検出装置と、ヨーレート検出装置と、横加速度検出装置と、ステアリングホイール操舵角検出装置と、路面凹凸検出装置と、を備える。それぞれの具体的な構成は任意であり、例えば、既存のものでもよい。
ステアリングホイール21は、ホイール本体31と、ホイール本体31に配置した第1の触覚提示手段32を備える。
ステアリングホイール21は、ホイール本体31と、ホイール本体31に配置した第1の触覚提示手段32を備える。
車両状態伝達装置11は、具体的には、伝達手段34を備え、伝達手段34は、ステアリングホイール21に配置した第1の触覚提示手段32と、第1の触覚提示手段32の実行の「ON」、「OFF」を切替え選択する触覚提示手段ON・OFFスイッチ35と、第1の触覚提示手段32の提示形態を選択する提示形態選択スイッチ36と、第1の触覚提示手段32の強弱(振幅)を選択する強弱選択スイッチ37と、伝達手段34を電子制御装置24の情報に基づいて作動させる実行手段38と、を備える。
第1の触覚提示手段32は、左手で握るホイール本体31の10時の位置43に配置した左触覚提示手段44と、右手で握るホイール本体31の2時の位置45に配置した右触覚提示手段46と、からなる。
図2は、図1の2−2線断面図(第1の触覚提示手段)であり、右触覚提示手段46の断面を示す。図下に前後方向のX軸、上下方向のY軸を示す。
右触覚提示手段46は、ホイール本体31に凹部47を形成し、凹部47に直動手段51・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)を前後方向に配置し、直動手段51の先端部に面圧変換キャップ52を被せ、面圧変換キャップ52から距離Sだけ離して表皮カバー53をホイール本体31に取付けた。
右触覚提示手段46は、ホイール本体31に凹部47を形成し、凹部47に直動手段51・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)を前後方向に配置し、直動手段51の先端部に面圧変換キャップ52を被せ、面圧変換キャップ52から距離Sだけ離して表皮カバー53をホイール本体31に取付けた。
図3は、図2の3−3線断面図(第1の触覚提示手段)であり、右触覚提示手段46の断面を示す。
また、右触覚提示手段46は、ホイール本体31の凹部47に直動手段51・・・を上下方向に配置した。
直動手段51は、電動モータ部54と、電動モータ部54で直動するボールねじ(図に示していない)に接続したロッド55と、を備える。つまり、ロッド55を前進(矢印a1の方向)させ、後退(矢印a2の方向)させる。
なお、直動手段51は、電動であるが、電動に限定しない。また、直動手段51のサイズは任意である。
また、右触覚提示手段46は、ホイール本体31の凹部47に直動手段51・・・を上下方向に配置した。
直動手段51は、電動モータ部54と、電動モータ部54で直動するボールねじ(図に示していない)に接続したロッド55と、を備える。つまり、ロッド55を前進(矢印a1の方向)させ、後退(矢印a2の方向)させる。
なお、直動手段51は、電動であるが、電動に限定しない。また、直動手段51のサイズは任意である。
右触覚提示手段46では、直動手段51のロッド55の先端部に面圧変換キャップ52を被せることで、ロッド55の先端部の表面積を変更することができる。これにより、手の平への触感を調節することができる。
図4は、図3の4矢視図(第1の触覚提示手段)であり、右触覚提示手段46の正面を展開した状態で示す。
右触覚提示手段46は、具体的には、直動手段51・・・を上下方向(Y軸)に4列配置し、前後方向(X軸)に4配列し、合計16個配置したものである。
左触覚提示手段44(図1参照)は、右触覚提示手段46と同様であり、説明を省略する。
右触覚提示手段46は、具体的には、直動手段51・・・を上下方向(Y軸)に4列配置し、前後方向(X軸)に4配列し、合計16個配置したものである。
左触覚提示手段44(図1参照)は、右触覚提示手段46と同様であり、説明を省略する。
ここで、理解を容易にするために、前側の列から順にX1〜X4とし、上側の列から順にY1〜Y4とし、必要に応じて、例えば、図上の一列の4個を「X1の直動手段51・・・」と呼称し、中央に配置した1個の直動手段51を「X2,Y2(座標)の直動手段51」と呼称する。
図5は、本発明の車両状態伝達装置が備える第1の触覚提示手段の作動概要を示す図である。
右触覚提示手段46では、直動手段51・・・を作動させて、表皮カバー53を最大距離Hmまで押出す。
ここで、最大距離Hmのときを直動手段51の前進限とし、前進限をEfに設定し、ロッド55のストロークをS、前進限Efに達する最大ストロークをSmに設定し、ロッド55の前進速度をVf、ロッド55の後退速度をVr、隣り合う直動手段51,51を作動させる際のタイミングをtとする。
右触覚提示手段46では、直動手段51・・・を作動させて、表皮カバー53を最大距離Hmまで押出す。
ここで、最大距離Hmのときを直動手段51の前進限とし、前進限をEfに設定し、ロッド55のストロークをS、前進限Efに達する最大ストロークをSmに設定し、ロッド55の前進速度をVf、ロッド55の後退速度をVr、隣り合う直動手段51,51を作動させる際のタイミングをtとする。
これらの条件を設定することにより、表皮カバー53は所望形態となる。例えば、波(振動)を形成する。その際、タイミングtを短くすると波の周波数は増加し、逆に、タイミングtを長くすると周波数は減少する。一方、ロッド55のストロークSを長くすると波の振幅は大きくなり(最大距離Hm)、逆に、ストロークSを短くすると波の振幅は小さくなる。
図6は、本発明の車両状態伝達装置に用いる概要フローチャートである。ST××はステップ番号を示す。図1を併用して説明する。
ST01:触覚提示手段ON・OFFスイッチ35の信号を読み込む。つまり、運転者が車両状態伝達装置11を使用するときは「ON」にする。
ST02:触覚提示手段ON・OFFスイッチ35が「ON」であるか、「OFF」であるかを判断する。「ON」のときはST03に進む。
ST01:触覚提示手段ON・OFFスイッチ35の信号を読み込む。つまり、運転者が車両状態伝達装置11を使用するときは「ON」にする。
ST02:触覚提示手段ON・OFFスイッチ35が「ON」であるか、「OFF」であるかを判断する。「ON」のときはST03に進む。
ST03:車両状態を検出する。車輪速Vh、車速Vc、横加速度y、ヨーレートθと、ステアリングホイール操舵角、路面凹凸を検出する。
ST04:演算処理を行う。車輪の回転方向のスリップ(車輪速Vhと車速Vcに差が生じたとき)、車両中心軸を旋回中心とするすべり角β(ヨーレートθとステアリングホイール操舵角)、フイルタリング(平均化)を行う。
ST04:演算処理を行う。車輪の回転方向のスリップ(車輪速Vhと車速Vcに差が生じたとき)、車両中心軸を旋回中心とするすべり角β(ヨーレートθとステアリングホイール操舵角)、フイルタリング(平均化)を行う。
ST05:提示形態選択スイッチ36の信号K1,K2,K3を読み込む。K1はスリップ率を伝える。K2は横加速度を伝える。K3はヨーレートを伝える。
ST06:提示形態選択スイッチ36がK1であるか、否かを判断する。K1でないときはST09に進む。K1のときはST07に進む。
ST07:マップで車速Vcに対する周波数Fv(図7参照)を設定する。
ST06:提示形態選択スイッチ36がK1であるか、否かを判断する。K1でないときはST09に進む。K1のときはST07に進む。
ST07:マップで車速Vcに対する周波数Fv(図7参照)を設定する。
ST08:触覚提示手段(第1の触覚提示手段32)を実行する。
ST09:ST06がNOの場合、提示形態選択スイッチ36がK2であるか、否かを判断する。K2でないときはST11に進む。K2のときはST10に進む。
ST10:マップで横加速度yに対する周波数Fg(図8参照)を設定する。
ST11:マップでヨーレートθに対する周波数Fc(図9参照)を設定する。
次に、ST01〜ST11を具体的に説明する。
ST09:ST06がNOの場合、提示形態選択スイッチ36がK2であるか、否かを判断する。K2でないときはST11に進む。K2のときはST10に進む。
ST10:マップで横加速度yに対する周波数Fg(図8参照)を設定する。
ST11:マップでヨーレートθに対する周波数Fc(図9参照)を設定する。
次に、ST01〜ST11を具体的に説明する。
図7は、マップを示す図で、(a)は車速と周波数の関係を設定したマップを示す図、(b)は車速と車輪速と振幅の関係を設定したマップを示す図である。
(a)において、車速Vcに対する第1の触覚提示手段32(図10参照)の周波数Fvを設定することができる。車速Vcに比例して周波数Fvは増加する。車速Vcが0のとき、周波数Fvは0である。
(a)において、車速Vcに対する第1の触覚提示手段32(図10参照)の周波数Fvを設定することができる。車速Vcに比例して周波数Fvは増加する。車速Vcが0のとき、周波数Fvは0である。
(b)において、車輪速Vhと車速Vcが等しいときには、振幅をSe(SにSeを代入)一定とし、車輪速Vhと車速Vcとの間に差が生じたとき(スリップ)は、振幅をSs(Ss<Se、SにSeを代入)に変更する。
振幅Seは、例えば、1.0mmとし、振幅Ssは、例えば、0.1mmとする。
振幅Seは、例えば、1.0mmとし、振幅Ssは、例えば、0.1mmとする。
図8は、横加速度と周波数の関係を設定したマップを示す図である。
横加速度yに対する第1の触覚提示手段32の周波数Fgを設定することができる。横加速度yに比例して周波数Fgは増加する。横加速度yが0のとき、つまり、車両12が直進のときは、周波数Fgは0である。
横加速度yに対する第1の触覚提示手段32の周波数Fgを設定することができる。横加速度yに比例して周波数Fgは増加する。横加速度yが0のとき、つまり、車両12が直進のときは、周波数Fgは0である。
図9は、ヨーレートと周波数の関係を設定したマップを示す図である。
ヨーレートθに対する第1の触覚提示手段32の周波数Fcを設定することができる。ヨーレートθに比例して周波数Fcは増加する。ヨーレートθが0のとき、周波数Fcは0である。
ヨーレートθに対する第1の触覚提示手段32の周波数Fcを設定することができる。ヨーレートθに比例して周波数Fcは増加する。ヨーレートθが0のとき、周波数Fcは0である。
図10(a)〜(d)は、本発明の第1の触覚提示手段の作動を説明する図(その1)であり、提示形態選択スイッチ36(図1参照)でスリップの提示(K1)を選択した場合で、図6のST06〜ST08に対応した作動を示す。ステアリングホイール21に配置した第1の触覚提示手段32の右触覚提示手段46を展開して模式的に示すとともに、右触覚提示手段46を握った右手Hを展開して模式的に示す。
(a):まず、車輪速Vhと車速Vcが等しく、振幅Se(例えば、1.0mm)一定で、X1の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部61〜64を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に車速が伝わる。凸部61〜64を形成した直後にX1の直動手段51・・・は戻る。
(b):X1の直動手段51・・・が戻ると同時に、X2の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部65〜68を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に車速が伝わる。凸部65〜68を形成した直後にX2の直動手段51・・・は戻る。
(c):X2の直動手段51・・・が戻ると同時に、X3の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部71〜74を形成を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に車速が伝わる。凸部71〜74を形成した直後にX3の直動手段51・・・は戻る。
(d):X3の直動手段51・・・が戻ると同時に、X4の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部75〜78を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に車速が伝わる。凸部75〜78を形成した直後にX4の直動手段51・・・は戻る。
(a):X4の直動手段51・・・が戻ると、X1の直動手段51・・・が再び作動する。
引き続き、(b)→(c)→(d)→(a)を繰り返すことで、周波数Fvの波(振動)を発生させる。
つまり、前から後ろに向かう波(周波数Fv)を右手Hの触覚に伝えることで、車速であることを認識させ、その際の、周波数Fvを増減することで、車速の増減を伝えることができる。
引き続き、(b)→(c)→(d)→(a)を繰り返すことで、周波数Fvの波(振動)を発生させる。
つまり、前から後ろに向かう波(周波数Fv)を右手Hの触覚に伝えることで、車速であることを認識させ、その際の、周波数Fvを増減することで、車速の増減を伝えることができる。
左触覚提示手段44(図1参照)は、右触覚提示手段46と同様であり、前から後ろに向かう波(周波数Fv)を左手の触覚に伝えることで、車速であることを認識させ、その際の、周波数を増減することで、車速の増減を伝えることができる。
なお、波として説明したが、波を振動と呼称してもよい。
なお、波として説明したが、波を振動と呼称してもよい。
次に、車輪速Vhと車速Vcとの間に差が生じたとき、つまり、スリップを生じたとき、振幅をSs(例えば、0.1mm)に変更する。その結果、運転者の手の触覚にスリップを伝えることができる。
このように、第1の触覚提示手段32では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
また、図7に示すように、車速Vcが0のとき、周波数Fvは0となる。
このように、第1の触覚提示手段32では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
また、図7に示すように、車速Vcが0のとき、周波数Fvは0となる。
図11(a)〜(d)は、本発明の第1の触覚提示手段の作動を説明する図(その2)であり、提示形態選択スイッチ36(図1参照)で横加速度の提示(K2)を選択した場合で、図6のST09、ST10、ST08に対応した作動を示す。ステアリングホイール21に配置した第1の触覚提示手段32の右触覚提示手段46を展開して模式的に示すとともに、右触覚提示手段46を握った右手Hを展開して模式的に示す。また、(a)の図上に車両12の左の曲がりを示す。
(a):まず、横加速度を検出すると、Y1の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部81〜84を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に横加速度が伝わる。凸部81〜84を形成した直後にY1の直動手段51・・・は戻る。
(b):Y1の直動手段51・・・が戻ると同時に、Y2の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部85〜88を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に横加速度が伝わる。凸部85〜88を形成した直後にY2の直動手段51・・・は戻る。
(c):Y2の直動手段51・・・が戻ると同時に、Y3の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部91〜94を形成を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に横加速度が伝わる。凸部91〜94を形成した直後にY3の直動手段51・・・は戻る。
(d):Y3の直動手段51・・・が戻ると同時に、Y4の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部95〜98を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に横加速度が伝わる。凸部95〜98を形成した直後にY4の直動手段51・・・は戻る。
(a):Y4の直動手段51・・・が戻ると、Y1の直動手段51・・・が再び作動する。
引き続き、(b)→(c)→(d)→(a)を繰り返すことで、周波数Fgの波(振動)を発生させる。
つまり、上から下へ向かう波を右手Hの触覚に伝えることで、横加速度であることを認識させ、その際の、周波数を増減することで、横加速度の増減を伝えることができる。
引き続き、(b)→(c)→(d)→(a)を繰り返すことで、周波数Fgの波(振動)を発生させる。
つまり、上から下へ向かう波を右手Hの触覚に伝えることで、横加速度であることを認識させ、その際の、周波数を増減することで、横加速度の増減を伝えることができる。
次に、図11で示した波(振動)を車両12の曲がりに対応させた場合について説明する。
図11で示した右触覚提示手段46の上から下へ作動させる状態を、車両12が左に曲がるときの横加速度の提示とし、そのときの左触覚提示手段44(図1参照)は、図11の右触覚提示手段46とは逆の作動とし、つまり、下(小指)から上(親指)へ向かう波が発生するように作動させる。その結果、左手の触覚に下(小指)から上(親指)へ向かう波を伝えることができ、両手の触覚に対して右回転の方向へ流れる波を伝えることができ、より確実に運転者に車両12を左に曲げていることを伝えることができる。
図11で示した右触覚提示手段46の上から下へ作動させる状態を、車両12が左に曲がるときの横加速度の提示とし、そのときの左触覚提示手段44(図1参照)は、図11の右触覚提示手段46とは逆の作動とし、つまり、下(小指)から上(親指)へ向かう波が発生するように作動させる。その結果、左手の触覚に下(小指)から上(親指)へ向かう波を伝えることができ、両手の触覚に対して右回転の方向へ流れる波を伝えることができ、より確実に運転者に車両12を左に曲げていることを伝えることができる。
逆に、車両12が右に曲がるときは、左・右触覚提示手段44,46は、図11に示した作動とは、逆に作動する。その結果、両手の触覚に対して左回転の方向へ流れる波を伝えることができ、より確実に運転者に車両12を右に曲げていることを伝えることができる。
なお、波として説明したが、波を振動と認識してもよい。
なお、波として説明したが、波を振動と認識してもよい。
なお、横加速度に対して振幅を一定として説明したが、振幅を可変にしてもよい。すなわち、図8の周波数Fgを振幅に変え、振幅の大きさを横加速度に比例させることで、周波数Fgのときと、同様の効果を発揮する。
次に、ヨーレートの提示について、図11(a)〜(d)を使って説明する。
提示形態選択スイッチ36(図1参照)でヨーレートの提示(K3)を選択した場合で、図6のST09、ST11、ST08に対応した作動を説明する。
横加速度を検出したときと同様に、(a)→(b)→(c)→(d)→(a)を繰り返す。ヨーレートが、左への旋回で生じたものの場合は、左の曲がりのときに生じる横加速度と同様の作動を行い、両手の触覚に対して右回転の方向へ流れる波を伝えることができ、運転者に車両12の左旋回の状態を伝えることができる。
逆に、ヨーレートが、右への旋回で生じたものの場合は、右の曲がりのときに生じる横加速度と同様の作動を行い、両手の触覚に対して左回転の方向へ流れる波を伝えることができ、運転者に車両12の右旋回の状態を伝えることができる。
提示形態選択スイッチ36(図1参照)でヨーレートの提示(K3)を選択した場合で、図6のST09、ST11、ST08に対応した作動を説明する。
横加速度を検出したときと同様に、(a)→(b)→(c)→(d)→(a)を繰り返す。ヨーレートが、左への旋回で生じたものの場合は、左の曲がりのときに生じる横加速度と同様の作動を行い、両手の触覚に対して右回転の方向へ流れる波を伝えることができ、運転者に車両12の左旋回の状態を伝えることができる。
逆に、ヨーレートが、右への旋回で生じたものの場合は、右の曲がりのときに生じる横加速度と同様の作動を行い、両手の触覚に対して左回転の方向へ流れる波を伝えることができ、運転者に車両12の右旋回の状態を伝えることができる。
図12(a)〜(d)は、本発明の第1の触覚提示手段の作動を説明する図(その3)であり、提示形態選択スイッチ36(図1参照)で斜めの波(振動)を選択(図に示していない)した場合で、ステアリングホイール21に配置した第1の触覚提示手段32の右触覚提示手段46を展開して模式的に示すとともに、右触覚提示手段46を握った右手Hを展開して模式的に示す。また、(a)の図上に車両12の右の曲がりを示す。
第1の触覚提示手段32は、さらに、前述した前から後ろへ進む波(振動)と、上又は下の方向へ進む波(振動)とを組み合わせて、斜めに進む波(振動)で車両12の状態を提示する。
(a):車速を検出すると同時に、右の曲がりの横加速度を検出すると、X1,Y4の直動手段51が作動して表皮カバー53を押し、凸部101を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に車速と右に曲がる際の横加速度の二つが伝わる。凸部101を形成した直後にX1,Y4の直動手段51は戻る。
(b):X1,Y4の直動手段51が戻ると同時に、X1,Y3の直動手段51並びにX2,Y4の直動手段51が同時に作動して表皮カバー53を押し、凸部102,103を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に車速と右に曲がる際の横加速度の二つが伝わる。凸部102,103を形成した直後にX1,Y3の直動手段51並びにX2,Y4の直動手段51は戻る。
(c):X1,Y3の直動手段51並びにX2,Y4の直動手段51が戻ると同時に、X1,Y2の直動手段51、X2,Y3の直動手段51及びX3,Y4の直動手段51が作動して表皮カバー53を押し、凸部104〜106を形成を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に車速と右に曲がる際の横加速度の二つが伝わる。凸部104〜106を形成した直後にX1,Y2の直動手段51、X2,Y3の直動手段51及びX3,Y4の直動手段51は戻る。
(d):「X1,Y2」、「X2,Y3」、「X3,Y4」の3個の直動手段51・・・が戻ると同時に、「X1,Y1」、「X2,Y2」、「X3,Y3」、「X4,Y4」の4個の直動手段51・・・が作動して表皮カバー53を押し、凸部107〜109,111を形成する(図下に点々模様で示す。)ので、右手Hの触覚で運転者に車速と右に曲がる際の横加速度の二つが伝わる。凸部107〜109,111を形成した直後に4個の直動手段51・・・は戻る。
以降も同様に、「X2,Y1」、「X3,Y2」、「X4,Y3」の3個の直動手段51・・・が作動し、その後に、「X3,Y1」、「X4,Y2」の2個の直動手段51,51が作動し、その後に、X4,Y1の直動手段51が作動し、引き続き、(a)→(b)→(c)→(d)→(a)を繰り返すことで、周波数Fvと周波数Fgを組み合わせた前の下(小指)から後の上(親指の付け根側)へ進む斜めの波(振動)を発生させる。
つまり、右触覚提示手段46では、前の下(小指)から後の上(親指の付け根側)へ進む斜めの波(振動)を右手Hの触覚に伝えることで、車速と右に曲がる際の横加速度の二つであることを認識させ、その際の、周波数を増減することで、車速と右に曲がる際の横加速度の二つの増減を伝えることができる。
なお、このときの左触覚提示手段44は、前の上(人差し指側)から後の下(手首側)へ進む斜めの波(振動)を左手の触覚に伝えることで、車速と右に曲がる際の横加速度の二つであることを認識させ、その際の、周波数を増減することで、車速と右に曲がる際の横加速度の二つの増減を伝えることができる。
斜めの波(振動)の周波数を増減させたが、周波数を一定に設定し、振幅を増減させることも可能である。
次に、第2の触覚提示手段を説明する。
図13は、第2の触覚提示手段を説明する図である。
第2の触覚提示手段121は、左手で握るホイール本体31の10時の位置43に配置した左触覚提示手段122と、右手で握るホイール本体31の2時の位置45に配置した右触覚提示手段123と、からなる。
図13は、第2の触覚提示手段を説明する図である。
第2の触覚提示手段121は、左手で握るホイール本体31の10時の位置43に配置した左触覚提示手段122と、右手で握るホイール本体31の2時の位置45に配置した右触覚提示手段123と、からなる。
図14は、第2の触覚提示手段の斜視図であり、右触覚提示手段123を示す。
右触覚提示手段123は、ホイール本体31(図1参照)に可動自在(矢印a3,a4の方向)に取付けた半割り部材125,126と、半割り部材125,126を連結した直動手段127と、を備える。
左触覚提示手段122は、右触覚提示手段123と同様である。
右触覚提示手段123は、ホイール本体31(図1参照)に可動自在(矢印a3,a4の方向)に取付けた半割り部材125,126と、半割り部材125,126を連結した直動手段127と、を備える。
左触覚提示手段122は、右触覚提示手段123と同様である。
第2の触覚提示手段121では、車速の提示を選択した場合、実行手段38(図1参照)の情報に基づいて、車速Vcが上がると、矢印a3,a4方向の作動速度が上がり、車速Vcが下がると、矢印a3,a4方向の作動速度が下がり、車輪がロック(停止)すると、直動手段127のロッド128が後退限まで後退して半割り部材125,126で形成する径は最小径となる。
路面の凹凸の提示を選択した場合、凹凸が大きいと、振幅(ストローク)S1のように振幅を高くし、凹凸が小さいと、振幅(ストローク)Ss1のように振幅を低くする。
横加速度の提示を選択した場合、左の曲がりのとき、横加速度が上がると、右触覚提示手段123の振幅(ストローク)が増すことで、径が大きく(膨脹)なり、左触覚提示手段122の径が小さく(収縮)なる。右の曲がりのときは、左・右触覚提示手段122,123は、左の曲がりのときとは逆に作動する。
ヨーレートの提示を選択した場合、左の旋回のとき、ヨーレートが上がると、右触覚提示手段123の振幅(ストローク)が増すことで、径が大きく(膨脹)なり、左触覚提示手段122の径が小さく(収縮)なる。右の旋回のときは、左・右触覚提示手段122,123は、左の旋回のときとは逆に作動する。
このように、第2の触覚提示手段121では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
次に、第3の触覚提示手段を説明する。
図15は、第3の触覚提示手段を説明する図である。
図16は、第3の触覚提示手段の正面図である。
図15は、第3の触覚提示手段を説明する図である。
図16は、第3の触覚提示手段の正面図である。
第3の触覚提示手段131は、ステアリングシャフト17(図1参照)に一体的に取付けたハンドルバー132と、ハンドルバー132の一端に回動自在(矢印b1,b1の方向)に取付けた左触覚提示手段133と、ハンドルバー132の他端に回動自在(矢印b2,b2の方向)に取付けた右触覚提示手段134と、を備える。
ハンドルバー132は、回動(矢印b3,b3の方向)することで、ステアリングシャフト17(図1参照)を回動する。
ハンドルバー132は、回動(矢印b3,b3の方向)することで、ステアリングシャフト17(図1参照)を回動する。
図17は、図16の17−17線断面図(第3の触覚提示手段)である。
右触覚提示手段134は、本体135に直動手段136を入れ、直動手段136のロッド137にフレーム141を取付け、フレーム141の一端に円柱状の駆動ロール142を取付け、フレーム141の他端に円柱状の従動ロール143を取付け、駆動ロール142と従動ロール143にベルト144を掛けたものである。
左触覚提示手段133(図16参照)は、右触覚提示手段134と同様である。
右触覚提示手段134は、本体135に直動手段136を入れ、直動手段136のロッド137にフレーム141を取付け、フレーム141の一端に円柱状の駆動ロール142を取付け、フレーム141の他端に円柱状の従動ロール143を取付け、駆動ロール142と従動ロール143にベルト144を掛けたものである。
左触覚提示手段133(図16参照)は、右触覚提示手段134と同様である。
右触覚提示手段134では、車速に応じてベルト144の速度Vbが増減することで、車速を伝える。
このように、第3の触覚提示手段131では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
このように、第3の触覚提示手段131では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
また、右触覚提示手段134では、路面の凹凸に応じて直動手段136が前(矢印c1の方向)後(矢印c2の方向)する。例えば、路面が粗いときは、手のひら側へせり出し(矢印c1の方向)、路面が平坦なときは、ハンドルバー132(本体135)引き込むことで、路面の凹凸の程度を伝える。
このように、第3の触覚提示手段131では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
このように、第3の触覚提示手段131では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
第3の触覚提示手段131では、左触覚提示手段133と右触覚提示手段134を持つ向きを直進方向に対してほぼ平行に維持することができ、持ち位置を一定に保つことができる。
次に、第4の触覚提示手段を説明する。
図18は、第4の触覚提示手段を説明する図である。
第4の触覚提示手段151は、アクセルペダル22(図1も参照)に配置したもので、直動手段51(図3参照)・・・を8個(図4参照)配列し、直動手段51・・・に表皮152を被せたものである。
図18は、第4の触覚提示手段を説明する図である。
第4の触覚提示手段151は、アクセルペダル22(図1も参照)に配置したもので、直動手段51(図3参照)・・・を8個(図4参照)配列し、直動手段51・・・に表皮152を被せたものである。
第4の触覚提示手段151では、右触覚提示手段46(図10参照)とほぼ同様に作動する。すなわち、振幅が一定で、前から後ろに向かう波(周波数Fv)を足Fの触覚に伝えることで、車速であることを認識させ、その際の、周波数Fvを増減することで、車速の増減を伝えることができる。
次に、車輪速Vhと車速Vcとの間に差が生じたとき、つまり、スリップを生じたとき、振幅を変更する。その結果、運転者の足Fの触覚にスリップを伝えることができる。
このように、第4の触覚提示手段151では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
このように、第4の触覚提示手段151では、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
次に、第5の触覚提示手段を説明する。
図19は、第5の触覚提示手段を説明する図である。
第5の触覚提示手段161は、アクセルペダル22(図1も参照)に配置したもので、本体162に直動手段136を入れ、直動手段136のロッド137にフレーム141を取付け、フレーム141の一端に円柱状の駆動ロール142を取付け、フレーム141の他端に円柱状の従動ロール143を取付け、駆動ロール142と従動ロール143にベルト144を掛けたものである。
図19は、第5の触覚提示手段を説明する図である。
第5の触覚提示手段161は、アクセルペダル22(図1も参照)に配置したもので、本体162に直動手段136を入れ、直動手段136のロッド137にフレーム141を取付け、フレーム141の一端に円柱状の駆動ロール142を取付け、フレーム141の他端に円柱状の従動ロール143を取付け、駆動ロール142と従動ロール143にベルト144を掛けたものである。
第5の触覚提示手段161では、右触覚提示手段134(図17参照)と同様に、車速に応じてベルト144の速度Vbが増減することで、車速を伝える。その結果、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
また、第5の触覚提示手段161では、路面の凹凸に応じて直動手段136が昇降する。例えば、路面が粗いときは、足側へせり出し、路面が平坦なときは、アクセルペダル22(本体162)に引き込むことで、路面の凹凸の程度を伝える。その結果、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
次に、第6の触覚提示手段を説明する。
図20は、第6の触覚提示手段を説明する図である。
第6の触覚提示手段171は、アクセルペダル22(図1も参照)に配置したもので、本体172に直動手段173を取付け、直動手段173に駆動部174を取付け、駆動部174にゴム製の偏心カム175を角度αだけ回動するように取付け、車速Vcが0のとき、待機位置176で待機し、偏心カム175が回動する際に、弾性変形しつつ、履物の底を押す。
なお、偏心カム175を回転するように取付けることも可能である。
図20は、第6の触覚提示手段を説明する図である。
第6の触覚提示手段171は、アクセルペダル22(図1も参照)に配置したもので、本体172に直動手段173を取付け、直動手段173に駆動部174を取付け、駆動部174にゴム製の偏心カム175を角度αだけ回動するように取付け、車速Vcが0のとき、待機位置176で待機し、偏心カム175が回動する際に、弾性変形しつつ、履物の底を押す。
なお、偏心カム175を回転するように取付けることも可能である。
第6の触覚提示手段171では、車速に応じて偏心カム175が角度αの範囲を揺動し、足Fの触覚に伝えることで、車速であることを認識させ、その際の、往復の速度を増減することで、車速の増減を伝えることができる。
次に、車輪速Vhと車速Vcとの間に差が生じたとき、つまり、スリップを生じたとき、偏心カム175をスリップ位置177の位置で静止させることで、運転者の足Fの触覚にスリップを伝えることができる。
このように、第6の触覚提示手段171では、偏心カム175の回動によって、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
また、第6の触覚提示手段171では、路面とタイヤ間の摩擦の大きさや路面の凹凸に応じて直動手段173を昇降する。例えば、摩擦係数が低下する条件下や滑りが発生するような大きな力が加わった状態でスリップが検出されたときは、スリップ位置177で足側へせり出すことも可能で、路面とタイヤ間の摩擦の大きさ(つまり、摩擦係数が低下する条件下であること)を伝える。また、例えば、路面が粗いときは、足側へせり出し、路面が平坦なときは、アクセルペダル22(本体172)に引き込むことで、路面の凹凸の程度を伝える。その結果、運転者は、警告を発するような状態に至る前から、触覚によって、常に車両の状態を把握することができる。
図19の第5の触覚提示手段161及び図20の第6の触覚提示手段171は、アクセルペダル22に適用したが、この他、車速を制御する操作手段、例えば、ブレーキペダル23(図1参照)に第5の触覚提示手段161及び第6の触覚提示手段171を適用してもかまわない。
尚、本発明の車両状態伝達装置は、実施の形態では四輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
本発明の車両状態伝達装置は、四輪車に好適である。
11…車両状態伝達装置、12…車両、21…操作手段(ステアリングホイール)、22…操作手段(アクセルペダル)、24…電子制御装置、25…車両の状態を検出する検出装置(車両状態検出装置)、32…第1の触覚提示手段、34…伝達手段、44…左触覚提示手段、46…右触覚提示手段、121…第2の触覚提示手段、131…第3の触覚提示手段、151…第4の触覚提示手段、161…第5の触覚提示手段、171…第6の触覚提示手段。
Claims (1)
- 車両の状態を検出装置で検出し、この検出装置の情報に基づいて伝達手段を作動させることで、運転者に車両の状態を伝える車両状態伝達装置において、
前記伝達手段は、車両状態の変化を操作手段を介して触覚情報として運転者に伝達する触覚提示手段を備え、この触覚提示手段が車両走行時には常時作動し続けることを特徴とする車両状態伝達装置。
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