JP2009132359A - 車両走行状態伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の走行状態を表す振動装置の振動を効果的に運転者に伝達することができる車両走行状態伝達装置を提供する。
【解決手段】車両走行状態伝達装置１１は、車両の走行状態を検出装置で検出し、検出装置から出力される検出信号に基づいて走行状態伝達手段７１を作動させ、運転者に車両の走行状態を伝える。走行状態伝達手段７１は、操作手段（ブレーキペダル）２３Ｂに設けられた弾性部（ラバー層）７２を介して、振動装置７３が生じる振動によって運転者に走行状態を伝えると共に、振動装置７３は弾性体からなるモータブラケット７４を介して弾性部（ラバー層）７２に連結されている。
【選択図】図７

Description

本発明は車両走行状態伝達装置に関し、特に、車両の走行状態を表す振動を効果的に運転者に伝達するのに好適な車両走行状態伝達装置に関する。

従来、走行中の車両について車両の横加速度やヨーレートなどの大きさを振動装置の振動周波数に変換して運転者に対して運転者の触覚を介して伝達し、知得させる車両走行状態伝達装置が知られている（特許文献１）。
特開２００６−２９８１６６号公報

特許文献１に記載された従来の車両走行状態伝達装置によれば、振動装置が付設される箇所は運転者が触れる部分であり、運転者が触れる部分は、通常、例えばステアリングホイールの把持部やアクセルペダルのペダル面である。このようなステアリングホイールの把持部等はウレタンやゴム等が設置され、ウレタン等は効果的にかつ局所的に振動させることが容易ではなかった。その結果、振動装置が発する信号を運転者の触覚に対して十分に効果的に伝達することが困難であった。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、車両の走行状態を表す振動装置の振動を効果的に運転者に伝達することができる車両走行状態伝達装置を提供することにある。

本発明に係る車両走行状態伝達装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。

第１の車両走行状態伝達装置（請求項１に対応）は、車両の走行状態を検出装置で検出し、検出装置から出力される検出信号に基づいて走行状態伝達手段を作動させ、運転者に車両の走行状態を伝える車両走行状態伝達装置であり、走行状態伝達手段は、操作手段を介して、振動装置が生じる振動によって運転者に走行状態を伝えると共に、振動装置は振動伝達板を介して操作手段に設けられることを特徴とする。

上記の車両走行状態伝達装置では、検出装置から出力される車両走行状態に係る検出信号を受けて振動を発生し、運転者に生じさせる振動装置が振動伝達板を介して操作手段に設けられるようにしたため、効果的に振動を操作手段に伝え、さらに運転者の触覚に伝えることが可能となる。

第２の車両走行状態伝達装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、操作手段はステアリングホイールまたはアクセルペダルであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、車両の走行状態を検出装置で検出し、検出装置から出力される検出信号に基づいて走行状態伝達手段を作動させ、運転者に車両の走行状態を伝える車両走行状態伝達装置において、走行状態伝達手段は、操作手段に設けられた弾性部を介して、振動装置が生じる振動によって運転者に走行状態を伝えると共に、振動装置は弾性体からなるモータブラケットを介して弾性部に連結されていることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、走行状態伝達手段で振動装置を備え、この振動装置を振動伝達板を介して操作手段に設けるようにしたため、操作手段にウレタン等が装備されていたとしても効果的に運転者に振動を伝えることができる

請求項２に係る本発明では、操作手段をステアリングホイールまたは操作ペダルとしたため、ステアリングホイールによれば運転者の手に振動を効果的に伝え、操作ペダルによれば運転者の足底に振動を効果的に伝えることができる。

請求項３に係る発明では、走行状態伝達手段は、操作手段に設けられた弾性部を介して、振動装置が生じる振動によって運転者に走行状態を伝えると共に、振動装置は弾性体からなるモータブラケットを介して弾性部に連結されているので、振動装置からの振動を効果的に運転者に伝達することができる。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る車両走行状態伝達装置の全体構成を示す構成図である。車両走行状態伝達装置１１は、車両１２に搭載され、当該車両１２の走行状態を運転者に対して、運転者の触覚を介して、振動を利用して伝える。

車両１２は車室１４を備える。車室１４内には、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が設けられる。ステアリングホイール２１は、ステアリングシャフト１７の上端部に連結されている。車両１２には、さらに、車両１２に搭載された各種装置の動作状態を制御する電子制御装置２４と、車両１２の各種の走行状態を検出する車両走行状態検出装置２５と、運転者認識装置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装置２７と、車体フロアの中央に配置して車両１２の前進方向または後進方向を検出する前後方向検出装置２８と、インストルメントパネル１６の中央に配置されかつ環境状態を取得するナビ装置２９とを備える。上記の車両走行状態伝達装置１１も車室１２の運転席の周辺部に配備される。

車両走行状態検出装置２５は、例えば、車輪速検出装置と、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、操舵角検出装置２７を備える。これらの装置の各々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。さらに各装置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に設けた触覚提示装置３２を備える。触覚提示装置３２は車両の走行状態を表す振動を生じ、当該振動は、ホイール本体３１を把持する運転者の触覚を介して運転者に伝達される。

車両状態伝達装置１１は、具体的には、伝達手段３４を備える。この伝達手段３４は、ステアリングホイール２１に設けた触覚提示装置３２と、触覚提示装置３２の動作実行の「ＯＮ」または「ＯＦＦ」を切替え選択する触覚提示装置ＯＮ・ＯＦＦスイッチ３５と、触覚提示装置３２の提示形態を選択する提示形態選択スイッチ３６と、触覚提示装置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装置３８と、を備える。

触覚提示装置３２は、左手で握るホイール本体３１の把持部である左触覚提示装置４４と、右手で握るホイール本体３１の把持部である右触覚提示装置４６と、からなる。

触覚提示装置３２における左触覚提示装置４４と右触覚提示装置４６のそれぞれには、後述される振動装置（図１中図示せず）が付設されている。振動装置によって発生された振動は、運転者の触覚に感知される。振動装置から運転者に与えられる振動は、車両１２の各種の走行状態を表している。左触覚提示装置４４と右触覚提示装置４６の各振動装置には、実行装置３８から駆動信号が与えられる。

またアクセルペダル２２およびブレーキペダル２３の操作ペダルの裏側部分にも他の触覚提示装置が設けられる。この触覚提示装置にも、実行装置３８から供給される駆動信号に基づいて動作する振動装置を含んでいる。この振動装置の具体的構成については後述される。

ホイール本体３１における触覚提示装置３２に設けられた振動装置の構成例を図２と図３を参照して説明する。図２と図３は左触覚提示装置４４に設けられた振動装置の例を示している。右触覚提示装置４５における振動装置の構成も同じ構成である。

図２は、ステアリングホイール２１のホイール本体３１の左触覚提示部４４の部分（左握り部）を切り出して示した斜視図である。図３は、図２において面Ａで切った断面図である。ホイール本体３１の左触覚提示部４４において、５１はホイールを形成する芯金部であり、５２には芯金部５１をカバーするように付設されたウレタン層である。芯金部５１はほぼ円形に形成されており、ウレタン層５２は芯金部５１の全面を覆うごとく設けられている。

かかる構造を有するホイール本体３１の左触覚提示部４４において、図１では手前側、図２は下側がそれぞれ運転者側であり、図１では向こう側、図２では上側がそれぞれインストルメントパネル１６側である。

図２に示すごとく、左触覚提示部４４では、そのインストルメントパネル１６の側に振動装置５３が配置されている。振動装置５３は、偏心した重り５３ａをモータ軸５３ｂに備えたモータ振動子である。振動装置５３は、取付部５４を介してホイール本体３１に取り付けられており、かつ取付部５４と振動装置５３の間には薄板５５が介設され、当該薄板５５の他端は、ウレタン層５２の中に埋設され、かつ芯金部５１の近くの箇所まで延設されている。薄板５５は、振動装置５３の回転動作で生じた振動を左触覚提示部４４に効果的に伝達する振動伝達部材、振動発生部材（共振部材）、または振動増幅部材として機能する。

振動装置５３を回転動作させると、偏心した重り５３ａによって振動が生じ、電流値または電圧値に応じて所定の振動周波数の振動を得ることができる。上記のような構造によれば、振動しやすい剛体である薄板５５をウレタン層５２に挿入することにより、振動装置５３が発生する振動エネルギーを局所的かつ効果的に運転者に伝えることができる。またかかる構造を採用することにより、製造上の制約が大いに軽減され、また意匠上の制約も低減することができる。すなわち、薄板５５を使用しないとすると、ウレタン層５２が振動を顕著に減衰させることになるので、振動装置５３に大型化する、あるいはステアリングホイールの製造工程ではウレタンを発砲させる工程があり、元々ウレタン層の厚みは薄いので、このウレタン層の中に振動装置を設置するということは、意匠上大きな制約が存した。本実施形態では、上記のごとく薄板５５を使用するため、上記の問題を解消することができる。

次に、ブレーキペダル２３の裏側に設けられた振動装置の構成例を図４〜図６を参照して説明する。図４はブレーキペダル２３の前面斜視図であり、図５はブレーキペダル２３の背面図であり、図６は図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。図６において、下側が運転者の足底側であり、ブレーキペダル２３の前面側となる。

ブレーキペダル２３は、上端が回転し得るように設けられた所要の剛性を有するレバープレート６１の下端部に固定されている。ブレーキペダル２３は、図４中で手前側に弾性支持されている。ブレーキをかけるときには、足でブレーキペダルを踏み、矢印Ｃのごとく奥側に押し込む。

図５および図６に示されるように、ブレーキペダル２３は、所要の剛性を有する板状の芯金部６２と、芯金部６２の前側全面および側面部分等を覆うごとく付設されたラバー層６３とから構成されている。板状の芯金部６２の裏面部には一部の領域に孔６２ａが形成されている。ブレーキペダル２３の背面部には、上記の芯金部６２の裏面における孔６２ａが形成されていない部分に、振動装置６４が取付部６５を介して固定されている。さらに振動装置６４と取付部６５の間には薄板６６が介設され、当該薄板６６の他の端部は、孔６２ａの箇所にて、孔内にて露出したラバー層６３の裏面に直接に合されている。薄板６６は前述した薄板５５と同じ機能を有するものである。また振動装置６４は前述した通りモータ振動子であり、その回転軸６４ｂに、偏心した重り６４ａを備えている。

上記の構成において、振動装置６４を回転動作させると、偏心した重り６４ａによって振動が生じ、電流値または電圧値に応じて所定の振動周波数の振動を得ることができる。振動しやすい剛体である薄板６６をラバー層６３に直接に結合することにより、振動装置６４が発生する振動エネルギーを局所的かつ効果的に運転者に伝えることができる。またかかる構造を採用することにより、前述したと同様に、製造上の制約が大いに軽減され、また意匠上の制約も低減することができる。

次に、操作ペダルの別の実施の形態を説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、ブレーキペダルに採用された走行状態伝達手段の第２実施の形態を説明する図である。（ａ）は図５に対応し、走行状態伝達手段の第２実施の形態の背面図、（ｂ）は第２実施の形態の背面斜視図である。
図８は、図７の８−８線断面図である。上記図４〜図６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２実施の形態の走行状態伝達手段７１は、操作手段（ブレーキペダル）２３Ｂに設けられた弾性部（ラバー層）７２を介して、振動装置７３が生じる振動によって運転者に走行状態を伝えると共に、振動装置７３は弾性体からなるモータブラケット７４を介して弾性部（ラバー層）７２に連結されていることを特徴とする。

ブレーキペダル２３Ｂは、レバープレート６１に取付けられているペダル本体７６と、ペダル本体７６に取付けられているラバー層７２と、を備える。ペダル本体７６は、鋼製で中央に切り欠き開口部７７が開けられている。

ラバー層７２は、運転者の靴底で押されるもので、ペダル本体７６の周囲に弾性力で係合している。また、切り欠き開口部７７を貫通させた円筒形のモータブラケット７４を備え、モータブラケット７４に振動装置７３を取付けている。
振動装置７３は、電動モータ８２に偏心した重り６４ａを取付けたものである。

図９は、第２実施の形態の分解図である。
モータブラケット７４は、電動モータ８２を嵌めるテーパ取付け穴８３が、開口８４をなしている一端８５の内径Ｄｓ、一端８５の内径Ｄｓより大きい他端８６の内径Ｄｇで形成されることで、テーパ状に開けられている。そして、他端８６をなす止まり壁８７に導線取り出し孔９１が電動モータ８２を保持するために電動モータ８２の外径より小さい形状で開けられている。

また、一端８５から他端８６を含む周壁部９２が、ペダル本体７６に一体に連結部９３を介して形成され、連結部９３に対向する対向部に切り込み部９４が形成されている。
開口８４側の内径Ｄｓは電動モータ８２の外径より小さく、偏心した重り６４ａが回転可能な空間を有している。

モータブラケット７４の長さは、電動モータ８２の長さに偏心した重り６４ａの長さを加えた全長より長いので、偏心した重り６４ａの露出を防止することができる。
なお、モータブラケット７４の長さは、条件によって任意であり、例えば、偏心した重りが電動モータ８２の外径より大きくなる場合には、偏心した重りを露出させてもよい。

第２実施の形態の走行状態伝達手段７１は、図５および図６に示されるブレーキペダル２３と同様の効果を発揮する。つまり、所定の振動周波数の振動を得ることができ、振動装置７３が発生する振動エネルギーを効果的に運転者に伝えることができる。また、製造上の制約が大いに軽減され、また意匠上の制約も低減することができる。

また、第２実施の形態では、ラバー層７２に直接設けたモータブラケット７４によって、振動が伝達されるので、振動装置７３からの振動を効果的に運転者に伝達することができる。

このように、第２実施の形態では、高剛体であるブレーキペダル全体を振動させるための大きな振動体（振動装置）を設置する必要がなくなり、出力の小さな振動体で済ませることができる。

また、モータブラケット７４は、振動媒体を兼ねるので、新たな振動媒体を設ける必要がない。

モータブラケット７４は、切り込み部９４が形成されることで、電動モータ８２の嵌め込み、つまり取付け作業は容易になる。なお、電動モータ８２を嵌めると、切り込み部９４は閉じてふさがれる。

また、モータブラケット７４は、電動モータ８２用のテーパ取付け穴８３が、開口８４をなしている一端８５の内径Ｄｓを電動モータ８２の外径より小さくしたテーパ状に開けられているので、電動モータ８２の抜けを防止することができる。なお、弾性力も加わるため、より確実に電動モータ８２の抜け防止を図ることができる。

図１０（ａ）、（ｂ）は、ブレーキペダルに採用された走行状態伝達手段の第３実施の形態を説明する図である。（ａ）は図８に対応する図、（ｂ）は分解図である。上記図４〜図９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３実施の形態の走行状態伝達手段７１Ｂは、振動装置７３Ｃと、モータブラケット７４Ｃを備えたことを特徴とする。
振動装置７３Ｃは、電動モータ８２に、電動モータ８２の外径より大きい偏心した重り６４Ｃを取付けたものである。

モータブラケット７４Ｃは、電動モータ８２を嵌め込んで保持するようにモータ本体１０１と同様の形状に開けられた嵌合穴１０２と、嵌合穴１０２の縁に、電動モータ８２の抜けを防止するために形成した押さえ凸部１０３と、押さえ凸部１０３に連ねて偏心した重り６４Ｃを回転可能に収納する形状に形成された偏心重り収納部１０４と、切り込み部９４、導線取り出し孔９１と、を備える。

第３実施の形態は、第２実施の形態と同様の効果を発揮する。
なお、第２・第３実施の形態は、一例としてブレーキペダルを挙げたが、小さい振動体出力で局所的に振動させたい目的であれば、アクセルペダル、ステアリングホイール、クラッチペダル、シフトレバーなどの操作手段にも設置可能である。

上記の実施形態では、ステアリングホイールとブレーキペダルについて説明したが、アクセルペダル２２でも同様な構成を付設される。さらに、シートの座面、シートバックの両ウレタン部、その他、シフトノブのウレタン部等に振動装置を付設する場合にも効果的に振動を運転者に伝えることができる。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明に係る車両走行状態伝達装置は、乗用自動車等の運転者に車両の走行状態を表す信号を効果的に伝えるのに利用される。

本発明に係る車両走行状態伝達装置の全体構成を示す構成図である。 ステアリングホイールのホイール本体の左触覚提示部（左握り部）を切り出して示した斜視図である。 図２において面Ａで切った断面図である。 ブレーキペダルの前面側の斜視図である。 ブレーキペダルの背面図である。 図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。 ブレーキペダルに採用された走行状態伝達手段の第２実施の形態を説明する図である。 図７の８−８線断面図である。 第２実施の形態の分解図である。 ブレーキペダルに採用された走行状態伝達手段の第３実施の形態を説明する図である。

符号の説明

１１ 車両走行状態伝達装置
１２ 車両
１４ 車室
１７ ステアリングシャフト
２１ ステアリングホイール
２２ アクセルペダル
２３ ブレーキペダル
２４ 電子制御装置
２５ 車両走行状態検出装置
３１ ホイール本体
５１ 芯金部
５２ ウレタン層
５３ 振動装置
５４ 取付部
５５ 薄板
６２ 芯金部
６３ ラバー層
６４ 振動装置
６５ 取付部
６６ 薄板
７１ 走行状態伝達手段
２３Ｂ 操作手段
７２ 弾性部
７３ 振動装置
７４ モータブラケット
９３ 連結部

Claims (3)

1. 車両の走行状態を検出装置で検出し、前記検出装置から出力される検出信号に基づいて走行状態伝達手段を作動させ、運転者に前記車両の前記走行状態を伝える車両走行状態伝達装置において、
   前記走行状態伝達手段は、操作手段を介して、振動装置が生じる振動によって運転者に前記走行状態を伝えると共に、前記振動装置は振動伝達板を介して前記操作手段に設けられることを特徴とする車両走行状態伝達装置。
2. 前記操作手段はステアリングホイールまたは操作ペダルであることを特徴とする請求項１記載の車両走行状態伝達装置。
3. 車両の走行状態を検出装置で検出し、前記検出装置から出力される検出信号に基づいて走行状態伝達手段を作動させ、運転者に前記車両の前記走行状態を伝える車両走行状態伝達装置において、
   前記走行状態伝達手段は、操作手段に設けられた弾性部を介して、振動装置が生じる振動によって運転者に前記走行状態を伝えると共に、前記振動装置は弾性体からなるモータブラケットを介して前記弾性部に連結されていることを特徴とする車両走行状態伝達装置。

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