JP2016150623A - 車両用機器制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の乗員の接触状態に応じて、適切な強度で乗員に刺激を付与する車両用機器制御装置を提供する。
【解決手段】乗員と接触するシフトノブを介して、乗員が体性感覚で知覚可能な刺激として振動を付与する振動用モータ２８と、シフトノブへの乗員の接触状態として、静電容量を検出する静電容量センサ２２と、静電容量センサ２２によって検出された静電容量に応じて、予め定めた強度の振動を乗員に付与するように振動用モータ２８の駆動を制御する制御部２４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される機器を制御する車両用機器制御装置に関する。
車両に搭載される機器の一例としては、乗員が体性感覚で知覚可能な刺激を付与する機器がある。具体的には、振動によって乗員に情報を伝達する情報伝達装置や、シートヒータやステアリングヒータ等の温度調整装置などがある。
情報伝達装置の一例としては、特許文献１、２に記載の技術のように、ステアリングに振動を発生することにより、乗員へ情報を伝達するものがある。
特許文献１、２では、ステアリングの把持部に振動を生じさせる振動子や振動モータ等を設けて、把持部を振動させることによって乗員に警告等の情報を伝達することが提案されている。
特開２０１４−１５１７５３号公報
しかしながら、特許文献１、２のように乗員に付与する刺激として振動を発生する場合には、把持部への乗員の接触状態によって振動の感じ方が変化するが、振動させる強度については考慮されていないため、改善の余地がある。
また、振動の強度に限定されるものではなく、シートヒータ等の機器である場合には、乗員の接触状態によって温度の感じ方が変化するため、乗員の接触状態に応じたヒータ強度等にすることが好ましい。すなわち、乗員の体性感覚で知覚可能な刺激を付与する他の機器についても、同様に、乗員の接触状態に応じた強度で駆動を制御することが好ましい。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、乗員の接触状態に応じて適切な強度で乗員に刺激を付与することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、乗員と接触する接触部を介して乗員が体性感覚で知覚可能な刺激を付与する付与部と、前記接触部への乗員の接触状態を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記接触状態に応じて予め定めた強度の刺激を乗員に付与するように前記付与部の駆動を制御する制御部と、を備えている。
請求項１に記載の発明によれば、付与部は、乗員と接触する接触部を介して乗員が体性感覚で知覚可能な刺激を付与する。刺激としては、例えば、振動や熱等の温度変化を乗員に付与することにより、乗員が体性感覚で知覚可能な刺激を付与する。一例として付与部は、接触部を振動させる振動発生部を適用してもよい。
検出部は、例えば、静電容量、圧力、歪み等を検出することにより、接触部への乗員の接触状態を検出する。
そして、制御部では、検出された接触状態に応じて予め定めた強度の刺激を乗員に付与するように付与部の駆動が制御される。これによって、乗員の接触状態に応じて適切な強度の刺激を付与することができる。
なお、検出部は、接触状態として、乗員と前記接触部との間の静電容量を検出してもよいし、接触部への乗員の接触量を検出してもよい。ここで、検出部が静電容量を検出する場合には、制御部は、検出部によって検出された静電容量が大きいほど大きい強度の刺激を乗員に付与するように付与部の駆動を制御してもよい。また、検出部が接触量を検出する場合には、制御部は、検出部によって検出された接触量が大きいほど小さい強度の刺激を乗員に付与するように付与部の駆動を制御してもよい。
なお、制御部は、接触状態に応じて予め定めた強度の刺激を付与するように、付与部を駆動する電力のデューティ比を制御してもよい。
以上説明したように本発明によれば、乗員の接触状態に応じて適切な強度で乗員に刺激を付与することができる、という効果がある。
本実施形態に係る情報伝達装置が設けられたシフト装置を示す全体正面図である。 （Ａ）は本実施形態に係る情報伝達装置の構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は情報伝達する際の振動強度を示す図である。 本実施形態に係る情報伝達装置の制御部で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 （Ａ）は変形例に係る情報伝達装置の構成を示すブロック図であり、（Ｂ）は変形例において情報伝達する際の振動強度の一例を示す図である。 変形例に係る情報伝達装置の制御部で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。本実施形態では、車両用機器制御装置として、振動により情報を伝達する情報伝達装置を一例として説明する。図１は、本実施形態に係る情報伝達装置が設けられたシフト装置を示す全体正面図である。なお、図面では、シフト装置１０の前方をＦＲで示し、シフト装置１０の右方をＲＨで示し、シフト装置１０の上方をＵＰで示す。また、本実施形態に係るシフト装置１０は右ハンドル用として説明する。
本実施形態に係るシフト装置１０は、車両（自動車）に適用され、シフト装置１０によって変速機のギアの選択を行う。シフト装置１０は、前方、右方及び上方を、それぞれ車両前方、車両右方及び車両上方へ向けて配置されているものとして説明する。なお、シフト装置１０は、車室内のフロアに配置するようにしてもよいし、インストルメントパネルやステアリングコラム等に配置するようにしてもよい。
図１に示すように、シフト装置１０は、シフトレバー１２にシフトノブ１４が取り付けられている。乗員がシフトノブ１４を操作してシフトレバー１２を移動させることで、変速機のギアを選択することができる。
シフト装置１０は、カバー１６を備えている。カバー１６には、溝１８が形成されており、シフトレバー１２が、カバー１６に形成された溝１８に沿って移動可能とされている。
また、シフトノブ１４には、乗員のシフトノブ１４への接触状態を検出するために、検出部としての静電容量センサ２２が設けられている。静電容量センサ２２は、シフトノブ１４の乗員の手が触れる部分（図１のハッチング部分）に設けられており、乗員の手とシフトノブ１４との間に発生する静電容量を検出する。
図２（Ａ）は、本実施形態に係る情報伝達装置の構成を示すブロック図であり、図２（Ｂ）は、本実施形態において情報伝達する際の振動強度の一例を示す図である。
図２（Ａ）に示すように、情報伝達装置２０は、上述の静電容量センサ２２、付与部としての振動用モータ２８、ドライバ２６、及び制御部２４を備えている。
静電容量センサ２２は、上述したように、シフトノブ１４に設けられており、乗員の手とシフトノブ１４との間に発生する静電容量を検出することにより、乗員の接触状態を検出する。そして、検出結果が制御部２４に入力されるようになっている。
振動用モータ２８は、乗員が体性感覚（触覚、温度感覚、痛覚の皮膚感覚と、振動覚等の深部感覚を含み、身体の表層組織（皮膚・粘膜）や深部組織（筋・腱など）で知覚される感覚）で知覚可能な刺激として振動を付与する。本実施形態では、シフトノブ１４に振動を発生させることによって、乗員に振動を刺激として付与して警報等の各種情報を伝達する。
ドライバ２６は、制御部２４からの指示に従って振動用モータ２８を駆動する。本実施形態では、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって振動用モータ２８を駆動し、デューティ比を変更することにより、振動用モータ２８の振動強度を可変することが可能とされている。なお、ＰＷＭ制御ではなく、振動用モータ２８へ印加する電流値や電圧値等の電力の大きさを変更することにより、振動強度を可変してもよい。
ところで、乗員の手とシフトノブ１４との間に発生した静電容量は、乗員の手が大きいほど大きい値となる。そこで、本実施形態では、制御部２４が、静電容量センサ２２の検出結果から乗員の手の大きさを推定する。そして、乗員の手が大きいほど振動を感じにくく、強い振動を好む傾向があることから、推定した手の大きさに応じて予め定めた振動強度で振動用モータ２８を駆動するように制御する。すなわち、手の大きさに適した振動強度で情報を伝達するように制御部２４がドライバ２６を制御して振動用モータ２８の駆動制御を行う。
具体的には、制御部２４は、図２（Ｂ）に示すように、静電容量センサ２２によって検出された静電容量が大きいほど大きい振動強度となるようにドライバ２６を制御して振動用モータ２８を駆動する。例えば、図２（Ｂ）に示す静電容量に対応する振動強度の対応関係を制御部２４に予め記憶して、静電容量に対応する振動強度を読み出して振動用モータ２８の駆動を制御する。これにより、従来は、図２（Ｂ）の点線で示すように、一定の振動強度で情報を伝達していたが、本実施形態では、手の大きさ（静電容量）に応じて適切な振動強度で情報を伝達することができる。
続いて、上述のように構成された本実施形態に係る情報伝達装置２０の制御部２４で行われる処理について説明する。図３は、本実施形態に係る情報伝達装置２０の制御部２４で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
ステップ１００では、静電容量センサ２２の検出結果を制御部２４が取得してステップ１０２へ移行する。
ステップ１０２では、手の大きさに対応する振動強度を制御部２４が決定してステップ１０４へ移行する。すなわち、手の大きさを表す静電容量に対応する振動強度の予め定めた対応関係に基づいて、振動強度を制御部２４が決定する。
ステップ１０４では、制御部２４がドライバ２６に対して振動用モータの振動強度を設定してステップ１０６へ移行する。例えば、決定した振動強度に対応するデューティ比の電流を振動用モータ２８に印加するように、制御部２４がドライバ２６を設定する。これにより、手の大きさに適した振動強度で振動用モータ２８が駆動される。
ステップ１０６では、静電容量センサ２２の検出結果を制御部２４が取得してステップ１０８へ移行する。
ステップ１０８では、静電容量の変化があるか否かを制御部２４が判定し、該判定が否定された場合にはステップ１０６に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合にはステップ１０２に戻って上述の処理を繰り返す。
このように、本実施形態では、制御部２４が静電容量を検出することにより手の大きさを推定し、推定した手の大きさに適した振動強度でシフトノブ１４を振動させて情報を伝達することができる。
続いて、本実施形態に係る情報伝達装置の変形例について説明する。図４（Ａ）は、変形例に係る情報伝達装置の構成を示すブロック図であり、図４（Ｂ）は、変形例において情報伝達する際の振動強度の一例を示す図である。なお、上記の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
上記の実施形態では、手が大きいほど、振動を感じにくい傾向があることから、手が大きいほど（静電容量が大きいほど）強い振動強度で振動するように振動用モータ２８を制御する例を説明した。これに対して、変形例では、手の大きさではなく、シフトノブ１４への接触量に応じて振動強度を変更して振動を発生するようにしたものである。
変形例では、シフトノブ１４への接触量が多いほど、振動を感じ易く、接触量が少ないほど振動を感じにくい、という観点から振動強度を制御するものである。
図４（Ａ）に示すように、変形例に係る情報伝達装置２１は、上記の実施形態の静電容量センサ２２の代わりに、接触量検出部３０を備えている。
接触量検出部３０は、感圧センサ、歪みセンサ、静電容量センサ等の各種センサによって構成することができ、例えば、シフトノブ１４に対する乗員の手の接触量（例えば、接触面積に対応する値）を接触状態として検出する。具体的には、各種センサをマトリクス状にシフトノブ１４に配置して、乗員の手のシフトノブ１４への接触量を検出し、検出結果を制御部２４に出力する。
制御部２４は、接触量に対応する振動強度の対応関係を予め記憶しておき、接触量に対応する振動強度を決定する。そして、決定した振動強度でシフトノブ１４に振動を発生するようにドライバ２６を制御して振動用モータ２８を駆動する。
具体的には、制御部２４は、図４（Ｂ）に示すように、接触量が大きいほど小さい振動強度となるようにドライバ２６を制御して振動用モータ２８を駆動する。これにより、従来は、図４（Ｂ）の点線で示すように、一定の振動強度で情報を伝達していたが、本実施形態では、シフトノブ１４への接触量に適した振動強度で情報を伝達することができる。
続いて、上述のように構成された変形例に係る情報伝達装置２１の制御部２４で行われる処理について説明する。図５は、変形例に係る情報伝達装置２１の制御部２４で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
ステップ２００では、接触量検出部３０の検出結果を制御部２４が取得してステップ２０２へ移行する。
ステップ２０２では、検出した接触量に対応する振動強度を制御部２４が決定してステップ２０４へ移行する。すなわち、接触量に対応する振動強度の予め定めた対応関係に基づいて、振動強度を制御部２４が決定する。
ステップ２０４では、制御部２４がドライバ２６に対して振動用モータの振動強度を設定してステップ２０６へ移行する。例えば、決定した振動強度に対応するデューティ比の電流を振動用モータ２８に印加するように、制御部２４がドライバ２６を設定する。これにより、乗員のシフトノブ１４への接触量に適した振動強度で振動用モータ２８が駆動される。
ステップ２０６では、接触量検出部３０の検出結果を制御部２４が取得してステップ２０８へ移行する。
ステップ２０８では、接触量の変化があるか否かを制御部２４が判定し、該判定が否定された場合にはステップ２０６に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合にはステップ２０２に戻って上述の処理を繰り返す。
このように、本実施形態では、制御部２４が乗員のシフトノブ１４への接触量を検出し、推定した接触量に適した振動強度でシフトノブ１４を振動させて情報を伝達することができる。
なお、上記の実施形態及び変形例では、振動用モータ２８によってシフトノブ１４を振動させる例に挙げて説明したが、これに限るものではない。例えば、シフトノブ１４ではなく、ステアリングや車両用シート等の他の部分を振動させてもよい。
また、上記の実施形態及び変形例では、振動用モータ２８によって乗員に振動を付与する例を説明したが、乗員の体性感覚で知覚可能な刺激はこれに限るものではない。例えば、振動以外の熱や風等によって乗員に刺激を付与してもよい。具体的には、シートクッション及びシートバックの少なくとも一方にヒータを設けたシートヒータや、空調装置から車両用シートへ送風するシート空調などを適用してもよい。すなわち、乗員の接触状態を上記実施形態及び変形例と同様に検出し、検出結果に応じた強度でヒータや送風ファンの駆動を制御すればよい。これによって、乗員の接触状態に応じた温度調整が可能となり、快適性を向上させることができる。
さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
１０ シフト装置
１４ シフトノブ
２０ 情報伝達装置
２２ 静電容量センサ
２４ 制御部
２６ ドライバ
２８ 振動用モータ
３０ 接触量検出部

Claims (7)

  1. 乗員と接触する接触部を介して乗員が体性感覚で知覚可能な刺激を付与する付与部と、
    前記接触部への乗員の接触状態を検出する検出部と、
    前記検出部によって検出された前記接触状態に応じて予め定めた強度の刺激を乗員に付与するように前記付与部の駆動を制御する制御部と、
    を備えた車両用機器制御装置。
  2. 前記付与部は、前記接触部を振動させる振動発生部からなる請求項１に記載の車両用機器制御装置。
  3. 前記検出部は、前記接触状態として、乗員と前記接触部との間の静電容量を検出する請求項１又は請求項２に記載の車両用機器制御装置。
  4. 前記制御部は、前記検出部によって検出された前記静電容量が大きいほど大きい強度の刺激を乗員に付与するように前記付与部の駆動を制御する請求項３に記載の車両用機器制御装置。
  5. 前記検出部は、前記接触状態として、前記接触部への乗員の接触量を検出する請求項１又は請求項２に記載の車両用機器制御装置。
  6. 前記制御部は、前記検出部によって検出された前記接触量が大きいほど小さい強度の刺激を乗員に付与するように前記付与部の駆動を制御する請求項５に記載の車両用機器制御装置。
  7. 前記制御部は、前記接触状態に応じて予め定めた強度の刺激を付与するように、前記付与部を駆動する電力のデューティ比を制御する請求項１〜６の何れか１項に記載の車両用機器制御装置。
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