JP2008171383A - 車両状態伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールを回しても、常に一様の触覚情報を得ることができ、より分かりやすく伝える車両状態伝達装置を提供する。
【解決手段】車両状態伝達装置１１は、車両１２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。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触覚提示手段３２と、ステアリングホイール２１の操舵角を検出する操舵角検出手段２７と、を備え、この操舵角検出手段２７からの操舵角情報に基づいて、触覚提示手段３２の作動状態が車両の旋回に対応して変化する。ステアリングホイール２１を９０°位置まで回しても、左から右に一定に波が伝わる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、運転者に車両の状態を触覚を介して伝える車両状態伝達装置に関するものである。

車両には、運転者の手に車両の警報を伝える装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２９８１６６公報（第１５頁、図１１）

次に、特許文献１を簡単に説明する。
図２６は、従来の技術（特許文献１）の説明図であり、従来の車両状態伝達装置２０１は、車両２０２を旋回させたときに、ステアリングホイール２０３の右触覚提示手段２０４が凸部２０５、２０６、２０７、２０８を順に繰り返し形成するので、運転者に車両を左に曲げていることを伝えることができる。

しかし、特許文献１の従来の車両状態伝達装置２０１では、ステアリングホイール２０３を回転させると、例えば、左に曲がる際に、ステアリングホイール２０３を回して９０°の位置以上回転させると、右手で握っているステアリングホイール２０３の持ち部２０９が右端から上に移動するため、右触覚提示手段２０４の凸部２０５、２０６、２０７、２０８の作動順（流れの向き）が車両の旋回（曲り）と異なり、触覚情報が運転者に分かり難くなるという問題がある。

本発明は、ステアリングホイールを回しても、常に一様の触覚情報を得ることができ、より分かりやすく伝え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と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、を備え、この操舵角検出手段からの操舵角情報に基づいて、触覚提示手段の作動状態が車両の旋回に対応して変化することを特徴とする。

請求項２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と、車両の前進方向又は後進方向を検出する前後方向検出手段と、を備え、この前後方向検出手段からの前後方向情報に基づいて、触覚提示手段の作動状態が車両の前進又は後進に対応して変化することを特徴とする。

請求項３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と、車両の停止を検知する車両停止検知手段と、触覚提示手段の作動量の調節を開始する調節開始手段と、作動量の増減を入力して増減させる調節量入力手段と、これら車両停止検知手段の停止情報、調節開始手段の開始情報及び、調節量入力手段の増減情報に基づいて、車両が停止しているときに、走行しているときと同様に触覚提示手段を作動させる情報を出力する模擬作動手段と、を備えていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、操作手段は、ステアリングホイールであり、触覚提示手段は、ステアリングホイールの把持部に突起部を設けていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、操作手段は、アクセルペダルであり、触覚提示手段は、アクセルペダルに配置した振動発生機構からな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と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、を備え、この操舵角検出手段からの操舵角情報に基づいて、触覚提示手段の作動状態が車両の旋回に対応して変化するので、車両を旋回させるために、操作手段を操作した際に、触覚提示手段の向きが変化しても、常に一様の触覚情報を得ることができるとともに、より分かりやすく伝えることができるという利点がある。
具体的には、車両を曲げるために操作手段（ステアリングホイール）を回した際に、握っているステアリングホイールの把持部を右端（０°の位置）から上（９０°の位置）や反対側（１８０°位置）やそれ以上（１８０°越位置）に移動しても、常に一様の触覚情報を得ることができるとともに、より分かりやすく伝えることができるという利点がある。

請求項２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と、車両の前進方向又は後進方向を検出する前後方向検出手段と、を備え、この前後方向検出手段からの前後方向情報に基づいて、触覚提示手段の作動状態が車両の前進又は後進に対応して変化するので、車両を後進させたときも、触覚情報を得ることができるとともに、より分かりやすく伝えることができるという利点がある。

請求項３に係る発明では、伝達手段は、車両停止検知手段と、調節開始手段と、作動量の増減を入力して増減させる調節量入力手段と、これらの情報に基づいて、車両が停止しているときに、走行しているときと同様に触覚提示手段を作動させる情報を出力する模擬作動手段と、触覚提示手段とを備えているので、車両の停止中でも触覚提示手段の振幅やパターンなどの刺激パターンを走行中と同様に作動させることができ、車両が停止中に刺激パターンを体感しながら調節することができるという利点がある。

請求項４に係る発明では、操作手段は、ステアリングホイールであり、触覚提示手段は、ステアリングホイールの把持部に突起部を設けているので、突起部によって把持部を握っている手がステアリングホイールの外方に移動するのを規制して、把持部に保持することができる。その結果、手を押圧する突起部の先端をステアリングホイールの外方に引張る手の力は減少し、突起部に加わる曲げ力（応力）を減少させることができるという利点がある。

請求項５に係る発明では、操作手段は、アクセルペダルであり、触覚提示手段は、アクセルペダルに配置した振動発生機構からなるので、アクセルペダル自身に振動を加えて、乗員の脚部に伝えることができ、脚部を直接押して振動させる必要がなくなるという利点がある。

また、アクセルペダルをほぼそのまま流用してアクセルペダル自身に振動を加えて、乗員の脚部に伝えることができる。従って、大がかりな装置とならず、軽量化を図ることができるとともに、製造コストを削減することができる。

さらに、触覚提示手段は、アクセルペダルに配置した振動発生機構からなるので、触覚提示手段が直接乗員の靴底に触れず、雨の日の水濡れや砂・土ぼこりによる悪影響を受けないという利点がある。

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、ステアリングシャフト１７の近傍に配置した操舵角検出手段２７と、フロアの中央に配置して車両１２の前進方向又は後進方向を検出する前後方向検出手段２８と、車両状態伝達装置１１と、を備える。

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、路面凹凸検出装置と、操舵角検出手段２７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。また、それぞれの配置位置は任意である。
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の把持部であるところの９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の把持部であるところの３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を上下方向に配置し、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。
右触覚提示手段４６はまた、ホイール本体３１の凹部４７に直動手段５１を前後方向に配置した。
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５列配置し、前後方向（Ｘ軸）に５列配置し、合計２５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〜Ｘ５とし、上側の列から順にＹ１〜Ｙ５とし、必要に応じて、例えば、図上の１列の５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「Ｘ３，Ｙ３（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まで押出し盛上げることで、凸部５６を形成する。
ここで、最大距離Ｈｍのときを直動手段５１の前進限とし、ロッド５５のストロークをＳ、前進限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。「ＯＦＦ」のときは処理が完了する。「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の操舵角、路面凹凸、操舵角、前進、後進を検出する。
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）、ステアリングホイールの操舵角、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：マップ（図７参照）と照合する。
ＳＴ０６：触覚提示パターンを決定する。右触覚提示手段４６の凸部５６の動きで形成する波の状態（パターン）を予め設定した条件で決定する。また、提示パターンの変更などパターンを決定する。
ＳＴ０７：触覚提示手段（第１の触覚提示手段３２）を実行する。
次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０７を具体的に説明する。

図７は、マップを示す図である。
（ａ）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。

（ｂ）は、車速と周波数の関係を設定したマップを示す図である。車速Ｖｃに対する触覚提示手段（図１４参照）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。

図８（ａ）、（ｂ）は、ステアリングホイールが直進状態近傍に回ったときの触覚提示手段の機構を説明する図である。上段に走行車線６１のカーブ６２を示し、中段に車両状態伝達装置１１の第１の触覚提示手段３２を示し、下段に右触覚提示手段４６を展開して模式的に示す。図１を併用して説明する。

ここで、図１のステアリングホイール２１を左（反時計方向）に回すのをプラスとし、ステアリングホイール２１を右（時計方向）に回すのをマイナスとする。
また、直進時のステアリングホイール２１の基準位置をＢｓ（０°位置）とし、ステアリングホイール２１を１／４周回した位置をプラス９０°位置及びマイナス９０°位置とし、ステアリングホイール２１を１／２周回した位置をプラス１８０°位置及びマイナス１８０°位置とし、ステアリングホイール２１を３／４周回した位置をプラス２７０°位置（マイナス９０°位置）及びマイナス２７０°位置（プラス９０°位置）とする。ステアリングホイール２１を１周又は１周以上回したときも同様である。
そして、直進時は、基準位置Ｂｓ（０°位置）に３時の位置４５が一致している。

「直進状態近傍に回ったとき」とは、ステアリングホイール２１の３時の位置４５をプラス９０°位置の近傍まで回したとき、若しくはマイナス９０°位置（２７０°位置）の近傍まで回したときである。なお、回す範囲を正確に決める場合は、基準位置Ｂｓ（０°位置）からプラス７５°、マイナス７５°位置（２８５°越）までの範囲内にあるときとするのが望ましい。

（ａ）に示す車両１２が走行車線６１の左カーブ６２に入り始めると、右触覚提示手段４６が作動し、手に伝える波動を左から右（Ｙ軸方向）に向かって形成する。
具体的には、走行車線６１に形成され半径が漸減する左カーブ６２に車両１２が入り始め、運転者がステアリングホイール２１を左（反時計方向）に回すと、回したステアリングホイール２１の操舵角並びに横加速度が検出される。これらの情報に基づいて、Ｙ１の５個の直動手段５１が同時に作動（前進）して表皮カバー５３を押して盛上げ、凸部６５を形成するので、右手Ｈの触覚で運転者に横加速度が伝わる。凸部６５を形成した直後にＹ１の５個の直動手段５１は同時に戻る（後退する。）。

引き続き、（ｂ）に示すように、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６６を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。その結果、右手Ｈの触覚に押圧で運転者に横加速度が伝わる。凸部６６を形成した直後にＹ２の直動手段５１は戻る。

図９（ａ）〜（ｃ）は、図８の続きを説明する図である。上段に車両状態伝達装置１１の第１の触覚提示手段３２を示し、下段に右触覚提示手段４６を展開して模式的に示す。
引き続き、（ａ）に示すように、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、凸部６７を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。

さらに、（ｂ）に示すように、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、凸部６８を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。
同様に、（ｃ）に示すように、Ｙ４の直動手段５１が戻ると同時に、Ｙ５の直動手段５１が作動して、凸部７１を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。その直後に、図８（ａ）に戻って、動作を繰り返す。

このように、図８（ａ）→（ｂ）→図９（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→図８（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（左側）から下（右側）へ向かう（矢印ａ３の方向）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、ステアリングホイール２１をさらに回した場合について説明する。
図１０（ａ）〜（ｃ）は、ステアリングホイールが９０°位置の近傍まで回ったときの触覚提示手段の機構を説明する図である。上段に車両状態伝達装置１１の第１の触覚提示手段３２を示し、下段に右触覚提示手段４６を展開して模式的に示す。
「９０°位置の近傍まで回ったとき」とは、基準位置Ｂｓから７５°位置〜１０５°位置の範囲内にステアリングホイール２１の３時の位置４５があるときである。

ステアリングホイール２１を９０°位置まで回すと、右触覚提示手段４６は、手に伝える波動の向きを直進時近傍（０°位置近傍）のときに提示した向き（Ｙ軸）に対して、直交する向き（Ｘ軸方向）に変えることで、波動を左から右に向けて形成する。

具体的には、（ａ）に示しているように、運転者がステアリングホイール２１を左（反時計方向）に回して９０°位置に３時の位置（把持部）４５が達すると、その状態のステアリングホイール２１の操舵角並びに横加速度が検出され、これらの情報に基づいて、Ｘ１の５個の直動手段５１が同時に作動（前進）して表皮カバー５３を押して盛上げ、凸部７２を形成するので、右手Ｈの触覚で運転者に横加速度が伝わる。凸部７２を形成した直後にＸ１の５個の直動手段５１は同時に戻る（後退する。）。

引き続き、（ｂ）に示すように、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７３を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。その結果、右手Ｈの触覚に押圧で運転者に横加速度が伝わる。凸部７３を形成した直後にＸ２の直動手段５１は戻る。

引き続き、（ｃ）に示すように、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７４を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。その結果、右手Ｈの触覚に押圧で運転者に横加速度が伝わる。凸部７４を形成した直後にＸ３の直動手段５１は戻る。

図１１（ａ）、（ｂ）は、図１０の続きを説明する図である。
同様に、（ａ）に示すように、Ｘ４の直動手段５１が作動して、凸部７５を形成し、続けて、（ｂ）に示すように、Ｘ５の直動手段５１が作動して、凸部７６を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。

このように、図１０（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→図１１（ａ）→（ｂ）→図１０（ａ）を繰り返すことで、周波数Ｆｇの波（振動）を発生させる。
前（左側）から後（右側）へ向かう（矢印ａ４の方向）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。
つまり、ステアリングホイール２１を９０°位置まで回しても、右手Ｈに伝える波を左から右に一定方向に流れるように形成することができる。
従って、ステアリングホイール２１を回しても、常に一様の触覚情報を得ることができ、より分かりやすく伝えることができる。

図１２（ａ）〜（ｃ）は、ステアリングホイールが１８０°位置の近傍まで回ったときの触覚提示手段の機構を説明する図である。上段に車両状態伝達装置１１の第１の触覚提示手段３２を示し、下段に右触覚提示手段４６を展開して模式的に示す。
「１８０°位置の近傍まで回ったとき」とは、基準位置Ｂｓから１０５°位置（１０５°越）〜２５５°位置の範囲内にステアリングホイール２１の３時の位置４５があるときである。

ステアリングホイール２１を１８０°位置まで回すと、右触覚提示手段４６は、手に伝える波動の向きを逆向き（Ｙ５からＹ１に進む）に変えることで、波動を左から右に向けて形成する。

具体的には、（ａ）に示しているように、運転者がステアリングホイール２１を左（反時計方向）に回して１８０°位置に３時の位置４５が達すると、その状態のステアリングホイール２１の操舵角並びに横加速度が検出され、これらの情報に基づいて、Ｙ５の５個の直動手段５１が同時に作動（前進）して表皮カバー５３を押して盛上げ、凸部７８を形成するので、右手Ｈの触覚で運転者に横加速度が伝わる。凸部７８を形成した直後にＹ５の５個の直動手段５１は同時に戻る（後退する。）。

引き続き、（ｂ）に示すように、Ｙ５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８１を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。その結果、右手Ｈの触覚に押圧で運転者に横加速度が伝わる。凸部８１を形成した直後にＹ４の直動手段５１は戻る。

引き続き、（ｃ）に示すように、Ｙ４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８２を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。その結果、右手Ｈの触覚に押圧で運転者に横加速度が伝わる。凸部８２を形成した直後にＹ３の直動手段５１は戻る。

図１３（ａ）、（ｂ）は、図１２の続きを説明する図である。
同様に、（ａ）に示すように、Ｙ２の直動手段５１が作動して、凸部８３を形成し、続けて、（ｂ）に示すように、Ｙ１の直動手段５１が作動して、凸部８４を形成するので、前の押圧位置から少し離れた位置の手の平の触覚に押圧を加える。

このように、図１２（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→図１３（ａ）→（ｂ）→図１２（ａ）を繰り返すことで、周波数Ｆｇの波（振動）を発生させる。
下（左側）から上（右側）へ向かう（矢印ａ５の方向）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。
つまり、ステアリングホイール２１を１８０°位置まで回しても、右手Ｈに伝える波を左から右に一定方向に流れるように形成することができる。
従って、ステアリングホイール２１を回しても、常に一様の触覚情報を得ることができ、より分かりやすく伝えることができる。

ステアリングホイールが２７０°位置の近傍まで回ったときの触覚提示手段は、９０°位置の近傍まで回ったときの作動とは、逆方向の順に作動する。すなわち、Ｘ５からＸ１の順に直動手段５１が作動する。
つまり、ステアリングホイール２１を２７０°位置まで回しても、右手Ｈに伝える波を左から右に一定方向に流れるように形成することができる。
従って、ステアリングホイール２１を回しても、常に一様の触覚情報を得ることができ、より分かりやすく伝えることができる。

なお、「２７０°位置の近傍まで回ったとき」とは、基準位置Ｂｓから２５５°位置（２５５°越）〜２８５°位置の範囲内にステアリングホイール２１の３時の位置４５があるときである。

波として説明したが、波を振動と認識してもよい。
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。振幅の大きさを横加速度に比例させることで、横加速度の増減を伝えることができる。

車両状態伝達装置１１は、ドライバ認識装置２６を備えているので、提示パターンの強弱や情報の種別（旋回か後進か等）など提示パターンの条件を個人の好みに設定した場合、ドライバ認識装置２６によって各自の提示パターンに簡単に戻すことができる。

次に、別の操作手段（アクセルペダル）２２に配置した第２の触覚提示手段について説明する。
図１４（ａ）、（ｂ）は、第２の触覚提示手段の説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。上記図２、図５に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。

操作手段（アクセルペダル）２２は、第２の触覚提示手段１０１を有する。
第２の触覚提示手段１０１は、アクセルペダル２２に配置しているペダル触覚提示手段１０２と、車両１２のフロアパネル１０３に配置しているフロア触覚提示手段１０４とからなる。
ペダル触覚提示手段１０２は、アクセルペダル２２のアーム部材１０５にケース部１０６が取付けられ、ケース部１０６内に前から順に第１〜３列部１１１、１１２、１１３を形成しているとともに、各列にそれぞれ直動手段５１を４個配列し、直動手段５１の面圧変換キャップ５２を通している開口部１１４がケース部１０６に取付けているペダル板１１５に開けられ、開口部１１４をカバー１１６で覆っている。

フロア触覚提示手段１０４は、アクセルペダル２２の近傍のフロアパネル１０３に直動手段５１を配置している。具体的には、ペダル触覚提示手段１０２の第３列部１１３に平行に且つ、ペダル板１１５の延長線Ｌｐとフロアパネル１０３が交差する位置Ｇより後方（矢印の方向）に直動手段５１を配置したものである。

図１５（ａ）〜（ｄ）は、車両を加速させたときの第２の触覚提示手段の機構を説明する図である。図左に第２の触覚提示手段１０１の断面図を示し、図右に第２の触覚提示手段１０１の平面図を示している。図１を併用して説明する。

車両１２を加速させると、振幅が一定で、前（上）から後（下）に向かう波（周波数Ｆｖ）を足Ｆの裏の触覚から踵に伝えることで、加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（加速を含む）の増減を伝えることができる。

具体的には、シフトレバーが前進位置（例えば、１やＤレンジ）でアクセルペダル２２を踏んで加速させると、前後方向検出手段２８並びに車速情報に基づいて、まず、（ａ）の第１列部１１１の直動手段５１が作動（前進）して凸部１１７を形成する。続けて、（ｂ）の第２列部１１２の直動手段５１が作動（前進）して凸部１１８を形成し、第２列部１１２の直動手段５１が後退すると同時に、（ｃ）の第３列部１１３の直動手段５１が作動（前進）して凸部１１９を形成する。引き続き、（ｄ）に示すフロア触覚提示手段１０４の直動手段５１が作動して凸部１２１を形成し、（ａ）に戻って、繰り返す。そして、加速度が上がると、速い（多い）周波数となり、下がると低周波となる。

このように、第２の触覚提示手段１０１は、加速した際に、つま先から踵へ、あたかも振動波が伝わり流れてゆく感覚を提示することができる。
また、前進の場合に、つま先から踵へ波（触覚情報）を伝えるので、車両１２の状態に対応させることができ、より分かりやすく伝えることができる。

図１６（ａ）〜（ｄ）は、車両を減速させたときの第２の触覚提示手段の機構を説明する図である。図左に第２の触覚提示手段１０１の断面図を示し、図右に第２の触覚提示手段１０１の平面図を示している。

車両１２を減速させると、振幅が一定で、後（下）から前（上）に向かう波（周波数Ｆｖ）を足Ｆの踵からつま先に伝えることで、減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（減速を含む）の増減を伝えることができる。

具体的には、アクセルペダル２２を戻して減速させると、車速情報に基づいて、まず、（ａ）のフロア触覚提示手段１０４の直動手段５１が作動し、引き続き（ｂ）の第３列部１１３の直動手段５１が作動し、（ｃ）の第２列部１１２の直動手段５１が作動し、（ｄ）の第１列部１１１の直動手段５１が作動するので、第２の触覚提示手段１０１は、減速した際に、踵からつま先へ、あたかも振動波が伝わり流れてゆく感覚を提示することができる。
また、前進の際に提示する波の進む方向と後進の際に提示する波の進む方向は異なるので、触覚情報をより分かりやすく伝えることができる。
なお、減速度が上がると、速い（多い）周波数となり、下がると低周波となる。

第２の触覚提示手段１０１は、減速したときに、踵からつま先へ波が形成されるが、車両１２を後進させたときに、踵からつま先へ波が形成されるように設定してもよい。後進か、減速かの選択は、提示形態選択スイッチ３６で行う。

操作手段（アクセルペダル）２２に配置した第２の触覚提示手段１０１は、作動状態が車両１２の前進又は後進に対応して変化するものであることを説明したが、操作手段（ステアリングホイール）２１に配置している第１の触覚提示手段３２（左触覚提示手段４４と右触覚提示手段４６からなる。）を第２の触覚提示手段１０１と同様に作動させることも可能であり、ステアリングホイール２１を９０°近傍以上回した際にも方向（Ｘ軸、Ｙ軸）や向きを変えることも可能である。手に同様の効果を付与することができる。

第１の触覚提示手段３２（左触覚提示手段４４と右触覚提示手段４６）に旋回する（曲がる）ときの情報を提示させるか、前進又は後進のときの情報を提示させるかは、提示形態選択スイッチ３６で行う。

次に、第３の触覚提示手段について説明する。
図１７は、第３の触覚提示手段の斜視図である。
第３の触覚提示手段１３１は、運転者用座席１５のシートクッション１３２に直動手段５１を３列配置しているものである。腿１３３（図１８参照）を支持するシートクッション１３２の前端部１３４に直動手段５１を配置し、尻１３５を支持するシートクッション１３２の中央部１３６に直動手段５１を配置し、尻１３５を支持するシートクッション１３２の後端部１３７に直動手段５１を配置している。

図１８（ａ）、（ｂ）は、第３の触覚提示手段と加速との関係を説明する図である。
第３の触覚提示手段１３１は、加速したときに、第２の触覚提示手段１０１の作動に続いて作動して、尻１３５へ波を伝えることで、その波の動きによって車速（加速を含む）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（加速を含む）の増減を伝えることができる。

具体的には、加速を検知すると、既に説明したように（ａ）のペダル触覚提示手段１０２がつま先から波を形成して伝え、続けて、（ｂ）のフロア触覚提示手段１０４が凸部１２１を形成して踵に伝えた後、第３の触覚提示手段１３１に続く。

図１９（ａ）〜（ｃ）は、図１８の続きを説明する図である。
（ａ）に示すように、フロア触覚提示手段１０４の直動手段５１が戻った（後退した）直後に、シートクッション１３２に配置している前端部１３４の直動手段５１が作動（前進）し、前端部１３４に張っている表層材１３８を盛上げ、腿凸圧部１４１を形成するので、腿１３３の裏１４３が押され、腿１３３の裏１４３に情報（踵から続く波の感覚）を伝えることができる。

続けて、（ｂ）に示すように、前端部１３４の直動手段５１が戻った（後退した）直後に、中央部１３６の直動手段５１が作動（前進）し、中央部１３６に張っている表層材１３８を盛上げ、前尻凸圧部１４５を形成するので、尻１３５が押され、尻１３５に情報（腿１３３から続く波の感覚）を伝えることができる。

続けて、（ｃ）に示すように、中央部１３６の直動手段５１が戻った（後退した）直後に、後端部１３７の直動手段５１が作動（前進）し、後端部１３７に張っている表層材１３８を盛上げ、後尻凸圧部１４７を形成するので、尻１３５が押され、尻１３５に情報（前から続く波の感覚）を伝えることができる。後端部１３７の直動手段５１が戻った（後退した）直後に図１８（ａ）に戻って直動手段５１の作動を繰り返す。
なお、加速度が上がると、速い（多い）周波数となり、下がると低周波となる。

このように、第３の触覚提示手段１３１は、加速したときに、第２の触覚提示手段１０１の作動に続いて作動し、腿１３３から尻１３５に波を伝えるので、結果的に、加速した際に、つま先→踵→腿１３３の裏１４３→尻１３５に、あたかも振動波が伝わり流れてゆく感覚を提示することができるとともに、触覚への伝播範囲を広げることができる。
また、腿１３３の裏１４３から尻１３５に伝えるので、腿１３３及び尻１３５の触覚に流れる波を直接伝えることができ、触覚情報をより分かりやすく伝えることができる。

第３の触覚提示手段１３１は、加速したときに作動するが、減速した際に、逆に尻からつま先に波を伝えるようにすることも可能である。
また、第３の触覚提示手段１３１を、車両１２を曲げたときやタイヤと路面との間に滑りが生じたときに作動させることも可能である。

図２０（ａ）、（ｂ）は、第４の触覚提示手段を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。上記図２、図５に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。

第４の触覚提示手段１６１は、直動手段５１によって前進（Ｚ軸方向）、後退（Ｚ軸方向）するピン１６２を有し、ピン１６２がステアリングホイール２１の上面１６３より高さＨ１だけ高く配置され、ステアリングホイール２１の上面１６３の上方に位置する角１６４に凸状の突起部（引っかかり部）１６５を形成していることを特徴とする。

図２１（ａ）、（ｂ）は、第４の触覚提示手段が有する引っかかり部の有無を比較した比較図である。
（ａ）は、比較例で、比較例触覚提示手段１７１は、引っかかり部１６５がないものである。手１７２によってピン１６２の先端がステアリングホイール２１の外方（矢印ｂ１の方向）に向け矢印ｂ２のように引張られがちとなるため、ピン１６２に生じる曲げ力（応力）は大きくなりやすい。
（ｂ）は、本発明の第４の触覚提示手段１６１であり、手１７２が引っかかり部１６５に矢印ｂ３のように当接するので、引っかかり部１６５によって手１７２は規制され保持される。従って、ピン１６２に生じる曲げ力（応力）を減少させることができる。

図２２は、第４の触覚提示手段の別の形態図であり、図２０（ｂ）に対応する断面図である。上記図２０、図２１に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
第４の触覚提示手段の別の形態１６１Ｂは、ピン１６２がステアリングホイール２１の上面１６３より高さＨ２だけ低く配置され、引っかかり部１６５がステアリングホイール２１の上面１６３に形成されていることを特徴とする。
別の形態１６１Ｂは、第４の触覚提示手段１６１と同様の効果を発揮する。

次に、別の実施の形態の車両状態伝達装置１１Ｂについて説明する。
図２３（ａ）、（ｂ）は、別の実施の形態の車両状態伝達装置を説明する図であり、図１に対応する図である。（ａ）は概要を説明する図、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図である。上記図１〜図２２に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。

別の実施の形態の車両状態伝達装置１１Ｂは、伝達手段３４Ｂを有する。
伝達手段３４Ｂは、車両状態検出装置２５に含まれて、車両１２の停止を検知する車両停止検知手段３０１と、触覚提示手段３２の作動量の調節開始を入力する調節開始手段３０２と、作動量の増減を入力して増減させる調節量入力手段３０３と、これら車両停止検知手段３０１の停止情報、調節開始手段３０２の開始情報及び、調節量入力手段３０３の増減情報に基づいて、車両１２が停止しているときに、走行しているときと同様に触覚提示手段３２を作動させる模擬情報を実行手段３８に出力する模擬作動手段３０４と、を備えている。

「作動量」とは、周波数の数、振幅の大きさである。
車両停止検知手段３０１は、車両１２が停止していることを検知するものであればよく、例えば、前述の車両状態検出装置２５に含まれる車速を検出する車速検出装置（図に示していない）と兼ねてもよく、サイドブレーキ（図に示していない。）の作動を検出するものと兼ねてもよい。兼ねることで、軽量化とコスト削減を図ることができる。

調節開始手段３０２は、調節が必要となったときに操作手段、つまり、ステアリングホイール２１、アクセルペダル２２、運転者用座席１５のうちのいずれか一つを特定するもので、「ＯＮ・ＯＦＦ」スイッチを兼ね、回し操作をする操作部３０７を有し、例えば、センタコンソール３０８に配置されている。

調節量入力手段３０３は、増減を入力するもので、例えば、プラス部３１１とマイナス部３１２とからなり、プラス部３１１を押すことで増加を入力し、マイナス部３１２で減少を入力することで、図７のマップの条件を変更する。すなわち、プラス部３１１のプラス情報に基づいて、マップの勾配を大きくし、マイナス部３１２のマイナス情報に基づいてマップの勾配を小さくする。
なお、勾配を一定に平行移動することも可能である。

模擬作動手段３０４は、車両１２が停止しているときに、調節量入力手段３０３の増減に基づいたマップと、予め設定した車両走行条件（横加速度の変化、車速の変化）を出力する。

図２４は、別の実施の形態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。ＳＴ０１〜ＳＴ０７は既に説明しているので説明を省略し、ＳＴ０８以降を説明する。

ＳＴ０８：車両が停止しているか否かを判断する。停止していないときはＳＴ０１に戻る。停止しているときはＳＴ０９に進む。
ＳＴ０９：調節開始手段３０２の信号を読み込む。
ＳＴ１０：調節開始手段３０２の信号が「ＯＮ」であるか、「ＯＦＦ」であるかを判断する。「ＯＦＦ」のときはＳＴ０１に戻る。「ＯＮ」のときはＳＴ１１に進む。
ＳＴ１１：調節開始手段３０２で操作手段を選択する。
ＳＴ１２：選択された触覚提示手段３２の作動量を調節量入力手段３０３のプラス・マイナスで調節する。パタンを変更する場合、例えば、図８〜図１３に示している左右に進む波を変更するときは提示形態選択スイッチ３６で行う。

ＳＴ１３：プラス情報又はマイナス情報に基づいてマップの条件を変更する。
ＳＴ１４：条件変更したマップに基づいて触覚提示手段３２を作動させることで、体感しながら調節する。
ＳＴ１５：調節開始手段３０２の信号を読み込む。
ＳＴ１６：調節開始手段３０２が「ＯＦＦ」か否かを判断する。「ＯＮ」のときはＳＴ０１に戻る。「ＯＦＦ」のときはＳＴ１７に進む。「ＯＦＦ」は調節完了である。
ＳＴ１７：マップへの書き込み。
次に、ＳＴ０８〜ＳＴ１７を具体的に説明する。

ここでは、ステアリングホイール２１の第１の触覚提示手段３２に「周波数／横加速度」を既に設定して使用している場合について説明する。
車両１２が停止しているか否かを、例えば車速が０Ｋｍ／Ｈか否かで判断し、停止しているときに、調節開始手段３０２の操作部３０７を「ＯＦＦ」位置から「ステアリングホイール」位置へ回すことで、調節の開始（ＯＮ）と同時に、調節をする操作部を特定する操作が行われる。
その次に、調節量入力手段３０３のプラス部３１１を押すと、プラス情報に基づいて周波数が高くなる。例えば、図７のマップの勾配に対しては、プラス情報に基づいてマップの勾配（角度）が大きくなるので、周波数が高くなる。

続けて、調節後のマップと模擬作動手段３０４に設定してある横加速度の最小から最大に対応させて、繰り返し情報を出力する。この模擬作動手段３０４の情報に基づいて実行手段３８がステアリングホイール２１に配置されている第１の触覚提示手段３２を作動させるので、運転者は車両１２が停止しているときに、最小から最大の範囲で刺激の程度を調節することができる。

第１の触覚提示手段３２の提示パターンを変更する場合には、ＳＴ０６での処理と同様に提示形態選択スイッチ３６で行う。例えば、現状の「周波数／横加速度」を「周波数／車速」に変更することも可能である。

調節が完了したら、調節開始手段３０２の操作部３０７を「ＯＦＦ」位置に戻すと、決定が入力されたこととなり、決定情報に基づいて、調節後のマップの条件に設定されるとともに、調節の処理が完了する。

なお、ステアリングホイール２１の第１の触覚提示手段３２の周波数を高くする調節の処理について説明したが、周波数を低くしたり、アクセルペダル２２を特定した場合も同様の思想で刺激を調節する。

調節にセンタコンソール３０８に配置した調節開始手段３０２及び調節量入力手段３０３を用いたが、調節開始手段３０２及び調節量入力手段３０３を取付けないで、ナビ装置１１４を用いて調節に必要な情報を入力してもよい。

次に、第５の触覚提示手段３２１を説明する。
図２５（ａ）、（ｂ）は、第５の触覚提示手段を説明する図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図である。上記図１４に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。

操作手段（アクセルペダル）３２２は、第５の触覚提示手段３２１を有する。
第５の触覚提示手段３２１は、アクセルペダル３２２に取付けた振動発生機構３２４からなる。
アクセルペダル３２２は、既存のもので、アーム部材１０５にペダル板３２５が取付けられ、足Ｆを載せる表部３２６に対向する裏部３２７の上部３２８に振動発生機構３２４を配置している。

振動発生機構３２４は、振動を発生するものであればよく、例えば、電動機３３１の出力軸にアンバランスウェイト３３２を取り付けたものである。３３３は電動機３３１を覆うケースである。

第５の触覚提示手段３２１は、第２の触覚提示手段１０１と同様の効果を発揮する。すなわち、加速した際に、振動発生機構３２４によってペダル板３２５が振動するので、足Ｆに振動が伝わり、情報を伝えることができる。

また、第５の触覚提示手段３２１では、振動発生機構３２４によってペダル板３２５が振動するので、足Ｆを直接押して振動させる必要がなくなる。
さらに、ペダル板３２５の裏部３２７に振動発生機構３２４を配置しているので、第５の触覚提示手段３２１（振動発生機構３２４）が直接乗員の靴底に触れず、雨の日の水濡れや砂・土ぼこりによる悪影響を防ぐことができる。

本発明の車両状態伝達装置は、車両を運転する際に操作するものに好適である。

本発明の車両状態伝達装置の概要を説明する図 図１の２−２線断面図 図２の３−３線断面図（第１の触覚提示手段３２） 図３の４矢視図（第１の触覚提示手段３２） 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３２の作動概要を示す図 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 マップを示す図 ステアリングホイールが直進状態近傍に回ったときの触覚提示手段３２の機構を説明する図 図８の続きを説明する図 ステアリングホイールが９０°位置の近傍まで回ったときの触覚提示手段３２の機構を説明する図 図１０の続きを説明する図 ステアリングホイールが１８０°位置の近傍まで回ったときの触覚提示手段３２の機構を説明する図 図１２の続きを説明する図 第２の触覚提示手段３２の説明図 車両を加速させたときの第２の触覚提示手段３２の機構を説明する図 車両を減速させたときの第２の触覚提示手段３２の機構を説明する図 第３の触覚提示手段３２の斜視図 第３の触覚提示手段３２と加速との関係を説明する図 図１８の続きを説明する図 第４の触覚提示手段３２を説明する図 第４の触覚提示手段３２が有する引っかかり部の有無を比較した比較図 第４の触覚提示手段３２の別の形態図 別の実施の形態の車両状態伝達装置を説明する図 別の実施の形態の車両状態伝達装置に用いる概要フローチャート 第５の触覚提示手段を説明する図 従来の技術（特許文献１）の説明図

符号の説明

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）、２４…電子制御装置、２５…車両状態検出装置、２７…操舵角検出手段、２８…前後方向検出手段、３２…第１の触覚提示手段３２、３４…伝達手段、４３…把持部（９時の位置）、４５…把持部（３時の位置）、１６５…突起部（引っかかり部）、３０１…車両停止検知手段、３０２…調節開始手段、３０３…調節量入力手段、３０４…模擬作動手段、３２２…アクセルペダル、３２４…振動発生機構。

Claims (5)

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と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、を備え、この操舵角検出手段からの操舵角情報に基づいて、前記触覚提示手段の作動状態が車両の旋回に対応して変化することを特徴とする車両状態伝達装置。
2. 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と、車両の前進方向又は後進方向を検出する前後方向検出手段と、を備え、この前後方向検出手段からの前後方向情報に基づいて、前記触覚提示手段の作動状態が車両の前進又は後進に対応して変化することを特徴とする車両状態伝達装置。
3. 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と、車両の停止を検知する車両停止検知手段と、前記触覚提示手段の作動量の調節を開始する調節開始手段と、前記作動量の増減を入力して増減させる調節量入力手段と、これら車両停止検知手段の停止情報、調節開始手段の開始情報及び、調節量入力手段の増減情報に基づいて、車両が停止しているときに、走行しているときと同様に前記触覚提示手段を作動させる情報を出力する模擬作動手段と、を備えていることを特徴とする車両状態伝達装置。
4. 前記操作手段は、ステアリングホイールであり、
   前記触覚提示手段は、前記ステアリングホイールの把持部に突起部を設けていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両状態伝達装置。
5. 前記操作手段は、アクセルペダルであり、
   前記触覚提示手段は、前記アクセルペダルに配置した振動発生機構からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両状態伝達装置。

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