JP2016068667A - 車両用の情報伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに向けた注意の内容を直感的にユーザに伝えるための車両用の情報伝達装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態は、注意検出手段（３０）からユーザ（４０）に向けた注意に係る文字情報を入力する入力部（１１）と、文字情報の各文字の音声に対応する周波数及び相対振幅を含む音声情報を生成する信号生成部（１３）と、車両シート（５０）に設けられ、車両シートに座るユーザに音声情報に応じた振動を伝える振動素子（１４）とを備える車両用の情報伝達装置（１０）を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両シートに座るユーザに対して振動により注意を伝える車両用情報伝達装置に関する。

従来より、車両を運転するユーザに対して、音声、表示又は振動により注意を示す情報を伝える技術が知られている。特許文献１は、車間距離警報装置であって、手前を走る車両との間の車間距離が短くなったことをユーザに音声や視覚的表示に加えて、車両シートの振動によりユーザに注意を与える装置を開示する。特許文献２は、車両を運転するユーザにステアリングの振動により注意を与える装置を開示する。

特開２０００−２０９００号公報 特開２０００−１６８４６８号公報

特許文献１に開示された技術は、シートを振動させることによりユーザに注意を与えるものであり、振動により注意をユーザに知らせることができるが、注意の内容を理解させることは難しい。そのため、ユーザは、振動だけでなく、音声を聞いたり表示を見たりして注意の内容を理解する必要があり、音声が聞こえにくい状況や表示を見逃した場合には、注意の内容を認識できない問題がある。

特許文献２は、ステアリングに加える振動の周期や強さを変えてユーザに与える注意の内容を区別させるものであるが、ユーザは振動のパターンを覚えて置かなければならず、ユーザにとっては煩わしい。また、ユーザが間違った振動のパターンを覚えていた場合には、注意の内容に関しユーザに誤認を生じさせてしまう。

そこで、本発明は、車両シートに座るユーザに対し、ユーザに向けた注意を直感的で分かりやすく伝えることを可能にする車両用の情報伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態は、注意検出手段からユーザに向けた注意に係る文字情報を入力する入力部と、文字情報の各文字の音声に対応する周波数及び相対振幅を含む音声情報を生成する信号生成部と、車両シートに設けられ、車両シートに座るユーザに音声情報に応じた振動を伝える振動素子とを備える車両用の情報伝達装置を提供する。

本発明の一実施形態に係る車両用の情報伝達装置は、注意検出手段からユーザに向けた注意に係る文字情報を音声情報に変換し、当該音声情報に応じて車両シートに設けられた振動素子を振動させて、当該注意の内容をユーザに伝えることができる。そのため、ユーザは、振動素子の振動から、当該注意の内容を直感的に認識することができ、注意の内容が聞き取れなかったり、見落としてしまったりすることによる注意の内容を認識できない状況の発生が低減される。

第１実施形態に係る情報伝達装置の概略構成図である。 振動素子及び圧力センサの配置図である。 振動素子の概略断面図である。 文字の音声情報の例を示すグラフである。 振動素子を振動させる流れを示すブロック図である。 振動素子を振動させる流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る情報伝達装置の概略構成図である。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用の情報伝達装置１０の概略構成図である。情報伝達装置１０は、入力部１１、記憶部１２、信号生成部１３及び振動素子１４を備え、圧力センサ２０、セキュリティＥＣＵ（Electronic Control Unit）３１、ナビＥＣＵ３２及び車両ＥＣＵ３３に接続されている。

入力部１１は、圧力センサ２０、セキュリティＥＣＵ３１、ナビＥＣＵ３２及び車両ＥＣＵ３３から文字情報を含む信号を受け取り、信号生成部１３で処理可能なデジタル形式に変換する。記憶部１２は、セキュリティＥＣＵ３１等から入力した文字情報の各文字の音声に対応する周波数及び相対振幅からなる情報（「音声情報」という。）を予め記憶している。なお、記憶部１２に記憶された音声情報には、各音声の位相の情報が含まれていてもよい。

信号生成部１３は、マイクロプロセッサを含み、記憶部１２から音声情報を読み出し、当該音声情報に応じた振動を振動素子１４に行わせるための信号を振動素子１４に出力する。なお、信号生成部１３には、車両のバッテリからの電流を交流に変換するインバータ回路や、デジタルアナログ変換回路、増幅回路等も含まれている。なお、入力部１１、記憶部１２及び信号生成部１３を１つのＥＣＵに組み込み車両に搭載させるようにしてもよいし、それぞれ別々の機器として構成してもよい。

振動素子１４は、車両シート５０に１つ又は複数設けられ、信号生成部１３からの信号に応じて振動する。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、車両シート５０のシートクッション５１及びシートバック５２の両サイドに所定の間隔で複数の振動素子１４を設けている。これにより、車両シート５０に座るユーザ４０が、シートバック５２から背中を起こしたり、身体の片側を車両シート５０から起こしたりして姿勢を変えたとしても、ユーザはいずれかの振動素子１４から振動を受けることができる。

なお、図２（ｂ）に示すように、振動素子１４は、車両シート５０の骨格部５２ａに固定され、車両シート５０に座るユーザ４０に振動を伝えやすくするために、振動素子１４の先端部の触覚子１４５がシートの表皮近傍にくるように配置されている。そのため、振動素子１４の振動は、車両シート５０の表皮を通じてユーザ４０に伝わることになる。また、各振動素子１４は、一意に識別できるように識別番号が付されており、信号生成部１３は、所望の振動素子１４を選択し、それに対して信号を出力することができる。

図３（ａ）に示すように、振動素子１４は、ハウジング１４３内に可動磁石１４１及びコイル１４２を備えたソレノイドである。信号生成部１３からの信号に応じてコイル１４２に流れる電流が制御され、コイル１４２により発生した磁力を受けて可動磁石１４１が直線的に振動する。可動磁石１４１の端部の触覚子１４５は、ゴム等（又は金属等）で成形され、車両シート５０の表皮を介して、車両シート５０に座るユーザ４０に振動を伝える。なお、図３（ａ）に示すように、可動磁石１４１の振動を助けるために、バネ等の付勢手段１４４を設けるようにしてもよい。また、可動磁石１４１の先端を尖らせることにより、ユーザ４０は振動を点で受けるため、振動をより認識しやすくなる。

なお、図３（ｂ）に示すように、振動素子１４としてスピーカーを用いてもよい。このとき、信号生成部１３からの信号に応じてコイル１４６に流れる電流が制御され、磁石１４９との磁力作用により振動板１４７が振動し、音圧放射部１４８を通じてユーザ４０に振動が伝えられる。

圧力センサ２０は、圧電素子等を含むセンサであり、圧力を受けるとそれに応じた信号を情報伝達装置１０に出力する。圧力センサ２０は、圧力値を測定しその情報（圧力情報）を出力するようにしてもよいし、圧力がかかっているときに電流が流れるといったスイッチ式のセンサにして、圧力がかかっているか否かを示す２値の情報（圧力情報）を出力するようにしてもよい。本実施形態では、図２に示すように、シートクッション５１及びシートバック５２の両サイドに複数の圧力センサ２０を設けている。圧力センサ２０は、圧力情報を信号生成部１３に出力し、信号生成部１３は、どの圧力センサ２０から圧力情報の信号を入力したかを判断できるので、車両シート５０に座るユーザ４０の姿勢（車両シート５０への接触状態）を推定することができる。つまり、信号生成部１３は、圧力センサ２０からの圧力情報を基に、どの振動素子１４を振動させるべきかを決定することができる。

セキュリティＥＣＵ３１は、レーダー、カメラ又はレーザ等のセンサ３１ａからの情報を基に、車両の走行時の安全性を監視するＥＣＵである。例えば、セキュリティＥＣＵ３１は、前方を走る車両との間の車間距離を測定し、それが所定の閾値以下になった場合に、情報伝達装置１０に文字情報を含む信号を出力する。ここで、当該文字情報には、「あぶない」、「ぜんぽうちゅうい」、「こうほうせっきん」等のユーザ４０に向けた注意を示すテキスト情報が含まれる。

ナビＥＣＵ３２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）等のセンサ３２ａからの情報を基に、現在の走行位置及びその周囲環境の監視や、画面上に運行指示を制御するＥＣＵである。例えば、ナビＥＣＵ３２は、現在の走行位置及びその周囲環境に係る注意を示す文字情報（「このさきじゅうたい」等）や、車両走行時の注意に関する文字情報（「ひだりまがれ」等）を情報伝達装置１０に出力する。

車両ＥＣＵ３３は、車両のドアセンサや速度センサ等のセンサ３３ａからの情報を基に、車両の状態（ドアロックの状態、エンジンの状態等）を監視するＥＣＵである。例えば、車両ＥＣＵ３３は、走行中にドアラッチの解除を検知すると、それを示す文字情報（「こうほうどあひらいている」）を情報伝達装置１０に出力する。また、車両ＥＣＵ３３は、速度が出過ぎていることを検知すると、ユーザ４０への注意を示す文字情報（「そくどおとせ」）を情報伝達装置１０に出力する。

ここで、セキュリティＥＣＵ３１、ナビＥＣＵ３２及び車両ＥＣＵ３３を合わせて注意検出手段３０という。つまり、注意検出手段３０は、センサ３１ａ〜３３ａ等を用いて、ユーザ４０に知らせるべき注意を文字情報として情報伝達装置１０に出力する。注意検出手段３０は、ＥＣＵ３１〜３３に限らず、その他のＥＣＵ等を含んでいてもよい。

図４は、文字情報「あぶない」の各文字の音声情報に関する周波数（Ｈｚ）及び相対振幅（任意単位）の関係を示すグラフである。このグラフは、標準的な「あ」「ぶ」「な」及び「い」の音声をフーリエ変換により周波数成分に分解することにより得られたものである。例えば、図４（ａ）の文字情報「あ」は、１０００Ｈｚ付近に大きな振幅値を有し、図４（ｃ）の文字情報「な」は、５００Ｈｚ付近に大きな振幅値を有している。

このように、日本語の各文字「あ」「い」「う」…「わ」「を」「ん」（濁音、半濁音を含む。）の音声に対応する音声情報（即ち、周波数と相対振幅の組）について予め取得しておき、文字情報と音声情報とを関連付けて（テーブル化して）情報伝達装置１０の記憶部１２に記憶させておく。情報伝達装置１０は、日本語の各文字に対して音声情報を記憶しているので、注意検出手段３０からのどのような文字情報に対しても対応することができる。

信号生成部１３は、セキュリティＥＣＵ３１等から受け取った文字情報の各文字の音声に対応する音声情報を記憶部１２から受け取り、時間領域の信号にした後、振動素子１４に出力する。振動素子１４は、信号生成部１３からの信号に応じて文字情報の各文字の音声を再現するように振動し、ユーザ４０に注意検出手段３０から発せられた注意を伝える。

図５及び６を用いて、情報伝達装置１０が注意検出手段３０から文字情報を受け取り振動素子１４を振動させる流れについて説明する。

まず、ステップＳ１で、情報伝達装置１０は、注意検出手段３０から、ユーザに向けた注意に係る文字情報の入力があるかどうかを監視する。この監視は、情報伝達装置１０が車両のバッテリに接続されたときから行われるようにしてもよい。注意検出手段３０から文字情報を入力しない場合には、情報伝達装置１０は、所定の周期で注意検出手段３０から文字情報の入力があるかどうかを監視を続ける（Ｓ１でＮｏ）。

ここでは、注意検出手段３０であるセキュリティＥＣＵ３１が、例えば前方との車間距離が所定の値以下となったために、文字情報「あぶない」を情報伝達装置１０に出力する場合を考える。

ステップＳ２で、情報伝達装置１０は、圧力センサ２０から圧力情報を入力する。信号生成部１３はどの圧力センサ２０から入力があったかを判断できるので、入力があった圧力センサ２０の周囲にある振動素子１４を振動させるべきであると判断できる。例えば、シートクッション５１に設けられた圧力センサ２０から圧力情報を入力しているが、シートバック５２に設けられた圧力センサ２０から圧力情報を入力していない場合、信号生成部１３は、シートバック５２に設けられた振動素子１４を振動させる必要がないため、それらには信号を出力しないようにすることができる。

ステップＳ３で、信号生成部１３は、入力した文字情報「あぶない」に対応する音声情報（周波数Ｆ及び相対振幅Ａの組）を記憶部１２のテーブル１２ａから読み出す。図５に示すように、テーブル１２ａには、日本語の文字「あ」「い」…「ん」（濁音、半濁音も含む。）の音声に対応する音声情報が含まれている。

ステップＳ４で、信号処理部１３は、圧力センサ２０からの圧力情報に基づき判断した振動素子１４に読み出した音声情報に係る信号（周波数領域の音声情報を時間領域の信号に変換した信号）を出力し、その振動素子１４を振動させる。よって、ユーザ４０は、車両シート５０の表皮を通じて振動素子１４から振動を受け、注意検出手段３０から出力された文字情報に係る注意「あぶない」を認識することができる。

このように、本実施形態に係る車両用の情報伝達装置１０は、注意検出手段３０からユーザ４０に向けた注意に係る文字情報を音声情報に変換し、当該音声情報に応じて車両シート５０に設けられた振動素子１４を振動させて、当該注意の内容をユーザ４０に伝えることができる。そのため、ユーザ４０は、振動素子１４の振動から、当該注意の内容を直感的に認識することができ、注意の内容が聞き取れなかったり、見落としてしまったりすることによる注意の内容を認識できない状況の発生が低減される。

［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係る車両用の情報伝達装置１０の概略構成図である。本実施形態に係る情報伝達装置１０は、第１実施形態のものに対して、さらに音響素子１５を有する。

図７（ｂ）に示すように、音響素子１５は、スピーカー等の音声を発生する機器であり、車両シート５０の肩口周辺に内蔵されている。音響素子１５が内蔵された車両シート５０の表皮には、音声をユーザ４０に伝えやすくするために、メッシュ状にしていてもよい。

信号生成部１３は、注意検出手段３０からの文字情報の入力に応じて、振動素子１４及び音響素子１５に信号を出力し、両者を互いに同期させて、振動素子１４を当該文字情報に係る音声情報に応じて振動させ、かつ、音響素子１５から当該文字情報に係る音声を発生させる。例えば、注意検出手段３０からユーザに向けた注意に係る文字情報「あぶない」が入力された場合、ユーザ４０は、振動素子１４から当該文字情報に対応する音声情報に基づく振動を受けて当該注意の内容を認識でき、かつ、当該振動に同期して音響素子１５から当該文字情報の音声を耳で聴くことになるため、当該注意の内容をよりいっそう認識することができる。

このように、本実施形態の車両用の情報伝達装置１０によると、ユーザは、振動素子１４からの振動を受けつつ、音響素子１５からの音声を聴くことになるため、注意の内容をより認識しやすくなる。

（その他の実施形態）
情報伝達装置１０の信号生成部１３は、記憶部１２に予め記憶された音声情報を基に、振動素子１４を振動させるための信号を生成する。その際に、ユーザ４０の皮膚（又は骨）の触覚に適した周波数（即ち、比較的低周波数側）のみを用いて、信号生成部１３が振動素子１４に出力する信号を生成するようにしてもよい。これにより、ユーザ４０は、振動素子１４からの振動をより容易に認識することができるようになる。また、圧力センサ２０からの圧力値を基に、振動素子１４を振動させる強さを変えるようにしてもよい。例えば、ユーザ４０の体重が重く、圧力センサ２０からの圧力情報の値が大きい場合には、振動素子１４の振動強度を増強するように構成してもよい。

１０：情報伝達装置、１１：入力部、１２：記憶部、１３：信号生成部、１４：振動素子、１５：音響素子、２０：圧力センサ、３０：注意検出手段、３１：セキュリティＥＣＵ、３２：ナビＥＣＵ、３３：車両ＥＣＵ、４０：ユーザ、５０：車両シート

Claims (3)

1. 注意検出手段からユーザに向けた注意に係る文字情報を入力する入力部と、
   前記文字情報の各文字の音声に対応する周波数及び相対振幅を含む音声情報を生成する信号生成部と、
   車両シートに設けられ、前記車両シートに座るユーザに前記音声情報に応じた振動を伝える振動素子とを備える車両用の情報伝達装置。
2. 前記振動素子を複数備え、
   前記複数の振動素子は、前記車両シートの両サイドに設けられ、
   前記信号生成部は、前記車両シートに設けられた圧力センサからの圧力情報を基に、どの振動素子を振動させるかを選択する、請求項１に記載の情報伝達装置。
3. 前記車両シートに設けられた音響素子をさらに備え、
   前記信号生成部は、互いに同期させて、前記振動素子を前記音声情報に応じて振動させ、かつ、前記音響素子から前記文字情報に係る音声を発生させるための信号を生成する、請求項１又は２に記載の情報伝達装置。