JP2017052428A

JP2017052428A - ステアリング装置

Info

Publication number: JP2017052428A
Application number: JP2015178534A
Authority: JP
Inventors: 文晴森澤; Fumiharu Morisawa; 克幸落合; Katsuyuki Ochiai; 浩季森村; Hiroki Morimura
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2035-09-10
Also published as: JP6495788B2

Abstract

【課題】ステアリングを振動させてドライバーに進むべき方向を伝達する。【解決手段】ステアリングホイールのリム１１に所定の方向に牽引力を発生する振動素子２１を備え、制御部２２がナビゲーション装置３から受信したナビゲーション結果に応じて振動素子２１に牽引力を発生させる。あるいは、ステアリングホイールのリム１１に配置した振動素子２１を、制御部２２がナビゲーション装置３から受信したナビゲーション結果に応じて順に振動させる。これにより、ステアリングの振動によりドライバーに進むべき方向を伝達することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のステアリング装置に関し、特に振動により進行方向を提示する技術に関する。

自動車のステアリングにバイブレータを取り付けて、レーンキープアシスト機能により異常を検知したときに、バイブレータによりステアリングを振動させてドライバーに知らせる技術が知られている（非特許文献１）。

田中真一郎、"ＣａｒＷａｔｃｈメルセデス・ベンツ、新型Ｅクラス発表会リポート"、［online］、平成２１年５月２７日、株式会社インプレス、［平成２７年８月３日検索］、インターネット〈 URL：http://car.watch.impress.co.jp/docs/news/20090527_170196.html〉

しかしながら、従来の技術は、ステアリングを振動させて進行方向を指示することまでは考慮しておらず、運転者に進むべき方向を伝達することができる構成ではない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ステアリングを振動させてドライバーに進むべき方向を伝達することを目的とする。

本発明に係るステアリング装置は、ステアリングホイールのリムに配置された複数の振動素子と、ナビゲーション装置から受信した進行方向に基づいて前記複数の振動素子を振動させる制御手段と、を有することを特徴とする。

上記ステアリング装置において、前記振動素子は非対称な直線振動により牽引力を発生させるものであって、前記制御手段は、前記複数の振動素子を、前記進行方向に応じた牽引力を発生させるように制御することを特徴とする。

上記ステアリング装置において、前記制御手段は、前記進行方向が右折を示す場合は、前記複数の振動素子を前記ステアリングホイールの最左部に配置された前記振動素子から右方向へ順に振動させる、あるいは、前記複数の振動素子を時計回りの順に振動させ、前記進行方向が左折を示す場合は、前記複数の振動素子を前記ステアリングホイールの最右部に配置された前記振動素子から左方向へ順に振動させる、あるいは、前記複数の振動素子を反時計回りの順に振動させることを特徴とする。

上記ステアリング装置において、運転者の手の位置を検出するセンサを備え、前記制御手段は、前記センサが検出した手の位置に対応する前記振動素子を振動させることを特徴とする。

上記ステアリング装置において、前記ステアリングホイールの回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、前記制御手段は、前記回転角度検出手段が検出した回転角度に応じて振動させる前記振動素子を決定することを特徴とする。

本発明によれば、ステアリングを振動させてドライバーに進むべき方向を伝達することができる。

第１の実施の形態におけるステアリング装置の構成を示す機能ブロック図である。図２（ａ）は右折を指示するときの牽引力を知覚させる方向を示す図であり、図２（ｂ）は直進を指示するときの牽引力を知覚させる方向を示す図である。第１の実施の形態における別のステアリングホイールの正面図である。第１の実施の形態におけるさらに別のステアリングホイールの側面図である。第２の実施の形態におけるステアリング装置の構成を示す機能ブロック図である。ドライバーに右折を指示するときに振動素子を振動させる順序を示す図である。ドライバーに右折を指示するときに振動素子を振動させる別の順序を示す図である。ドライバーに右折を指示するときに振動素子を振動させるさらに別の順序を示す図である。ドライバーに直進を指示するときに振動素子を振動させる順序を示す図である。ステアリングホイールが回転されている状態でドライバーに直進を指示するときに振動素子を振動させる順序を示す図である。ステアリングホイールが回転されている状態でドライバーに直進を指示するときに振動素子を振動させる順序を示す側面図である。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態におけるステアリング装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すステアリング装置１は、車両に取り付けられるステアリング装置１であって、複数の振動素子２１、制御部２２、および振動波形メモリ２３を備える。ステアリング装置１は、ナビゲーション装置３から受信したナビゲーション結果に応じてステアリングホイールを回転させる方向に牽引力を発生させて、ドライバーにナビゲーション結果を伝達する。

振動素子２１は、ステアリングホイールのリム１１の全周に等間隔で配置されている。スポークが存在している位置などのステアリングホイールを握りにくい箇所には振動素子２１を配置しなくてもよい。振動素子２１は、リニアに振動するアクチュエーターであって、振動素子２１に非対称な電圧を印加して非対称な直線振動を生成することで、牽引力を知覚させることができる（例えば、特許第４５５１４４８号参照）。アクチュエーターが一方向に素早く、その反対方向にゆっくりと非対称に往復運動することで、ステアリングを握るドライバーの手には、アクチュエーターが素早く動いた方向に引っ張られる感覚が生じる。

制御部２２は、ナビゲーション装置３からナビゲーション結果である進行方向を受信すると、ナビゲーション結果に応じた牽引力を発生させるように、振動波形メモリ２３から振動波形を読み出して振動素子２１を振動させる。例えば、ドライバーに右折を指示するときは、図２（ａ）に示すように、時計回りの牽引力を発生させるように振動素子２１を振動させる。左折のときは反時計回りの牽引力を発生させる。また、直進を指示するときは、図２（ｂ）に示すように、右半分と左半分の振動素子２１のそれぞれで下から上への牽引力を知覚させるように振動素子２１を振動させる。目的地を通り過ぎたときや、Ｕターンを指示するときは、上から下への牽引力を発生させる。なお、振動素子２１はリム１１の全周に配置されているので、ドライバーがステアリングホイールのどの位置を握っていても、ナビゲーション結果に基づく進行方向を提示できる。

制御部２２は、ナビゲーション装置３がルート検索を完了し、且つ自動車が走行中に、右左折の一定距離手前の位置で振動素子２１を振動させる。このとき、ナビゲーション装置３が音声ガイダンスを出力してもよいし、音声ガイダンスを出力しなくてもよい。ナビゲーション結果が交差点を直進する場合や、ナビゲーション結果がしばらく道なりに進むことを示す場合には、制御部２２は、振動素子２１を振動させて、直進を指示してもよい。

図３は、第１の実施の形態における別のステアリングホイールの正面図である。

図３に示すステアリングホイールは、ドライバーがステアリングホイールを握る手の位置を検出するセンサ２４を備える。センサ２４は手の位置を検出できればよく、例えば、タッチセンサ、触覚センサ、温度センサ、血流センサ、磁気センサを利用できる。

制御部２２は、ドライバーの手の位置に対応する振動素子２１のみをナビゲーション結果に応じて振動させる。図３では、右上と左上の振動素子２１のみを振動させている。ステアリングホイールを握る位置が非対称であっても牽引力を発生させた方向で進むべき方向を提示できる。

図４は、第１の実施の形態におけるさらに別のステアリングホイールの側面図である。図１，２の振動素子２１は、ステアリングホイールの周方向に振動したが、図４の振動素子２１は、ステアリングホイールの手前（奥）方向に牽引力を発生する。

図４に示す例では、ステアリングホイールの上部に配置された振動素子２１を奥方向に牽引力を発生するように振動させ、ステアリングホイールの下部に配置された振動素子２１を手前方向に牽引力を発生するように振動させることで、ドライバーに前進を指示する。後退を指示するときは、ステアリングホイールの上部に配置された振動素子２１を手前方向に牽引力を発生するように振動させ、ステアリングホイールの下部に配置された振動素子２１を奥方向に牽引力を発生するように振動させる。右折を指示するときは、ステアリングホイールの最右部に配置された振動素子２１を奥方向に牽引力を発生するように振動させ、ステアリングホイールの最左部に配置された振動素子２１を手前方向に牽引力を発生するように振動させる。左折を指示するときは、ステアリングホイールの最右部に配置された振動素子２１を手前方向に牽引力を発生するように振動させ、ステアリングホイールの最左部に配置された振動素子２１を奥方向に牽引力を発生するように振動させる。振動素子２１をステアリングホイールの上半分と下半分、右半分と左半分にわけて、牽引力を発生させてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ステアリングホイールのリム１１に所定の方向に牽引力を発生する振動素子２１を備え、制御部２２がナビゲーション装置３から受信したナビゲーション結果に応じて振動素子２１に牽引力を発生させることにより、ステアリングの振動によりドライバーに進むべき方向を伝達することができる。

［第２の実施の形態］
図５は、第２の実施の形態におけるステアリング装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すステアリング装置１は、複数の振動素子２１、制御部２２、および角度検出部２５を備える。第２の実施の形態におけるステアリング装置１は、振動素子２１を振動させる順番でドライバーにナビゲーション結果を伝達する。

振動素子２１は、ステアリングホイールのリム１１の全周に等間隔で配置されている。第２の実施の形態の振動素子２１は、第１の実施の形態の振動素子２１のように牽引力を発生せずに、単に振動すればよい。振動素子２１として回転振動モータが利用できる。

制御部２２は、ナビゲーション装置３からナビゲーション結果である進行方向を受信すると、ナビゲーション結果に応じた順序で振動素子２１を振動させる。

例えば、ドライバーに右折を指示するときは、図６（ａ）〜（ｅ）に示す順で、ステアリングホイールの最左部に配置した振動素子２１から最右部に配置した振動素子２１へ向けて、ステアリングホイールの上半分と下半分それぞれに配置された振動素子２１を順に振動させる。図６〜１０では、振動させる振動素子２１に網掛けをして図示している。図６（ｅ）の振動素子２１を振動させた後は、再び図６（ａ）〜（ｅ）に示す順で振動素子２１を振動させる。なお、ドライバーに左折を指示するときは、右折のパターンとは逆に、図６（ｅ）〜（ａ）に示す順で振動素子２１を振動させる。

別の右折の指示の例としては、図７（ａ）〜（ｈ）に示す順で、ステアリングホイールの最左部に配置した振動素子２１から時計回りの順に各振動素子２１を振動させる。あるいは、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、対向する２つの振動素子２１を時計回りの順に振動させてもよい。なお、左折を指示するときは、反時計回りの順に各振動素子２１を振動させる。

ドライバーに直進を指示するときは、図９（ａ）〜（ｅ）に示す順で、ステアリングホイールの最下部に配置した振動素子２１から最上部に配置した振動素子２１へ向けて、ステアリングホイールの左半分と右半分それぞれに配置された振動素子２１を順に振動させる。なお、ドライバーに後退を指示するときは、直進のパターンとは逆に、図９（ｅ）〜（ａ）に示す順で振動素子２１を振動させる。

角度検出部２５は、ステアリングの回転角度を検出する。制御部２２は、角度検出部２５の検出した回転角度に応じて振動させる振動素子２１を決定する。例えば、図１０に示すように、ステアリングが右に４５度程度回転されていると、ステアリングが回転していない場合とはステアリングホイールの最下部に配置された振動素子２１が異なる。そこで、制御部２２は、角度検出部２５の検出した回転角度から各振動素子２１の現在の位置を特定し、各振動素子２１の現在の位置に対応させて振動させる振動素子２１を決定する。図１０に示すように、ステアリングが右に４５度程度回転されているときに、ドライバーに直進を指示するときは、ステアリングが回転された状態において最下部の振動素子２１から順に各振動素子２１を振動させる。つまり、図１１の側面図に示すように、直進を指示するときは、回転された状態でのステアリングホイールの最下部の振動素子２１から順に各振動素子２１を振動させる。右折や左折を指示する場合も、回転された状態でのステアリングホイールの最左部や最右部の振動素子２１から順に各振動素子２１を振動させる。

なお、ステアリングホイールに第１の実施の形態のセンサ２４を備えて、ドライバーがステアリングホイールを握る位置に対応する振動素子２１のみを振動させてもよい。あるいは、第２の実施の形態の角度検出部２５を第１の実施の形態のステアリング装置に備えてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ステアリングホイールのリム１１に配置した振動素子２１を、制御部２２がナビゲーション装置３から受信したナビゲーション結果に応じて順に振動させることにより、ステアリングの振動によりドライバーに進むべき方向を伝達することができる。

１…ステアリング装置
１１…リム
２１…振動素子
２２…制御部
２３…振動波形メモリ
２４…センサ
２５…角度検出部
３…ナビゲーション装置

Claims

ステアリングホイールのリムに配置された複数の振動素子と、
ナビゲーション装置から受信した進行方向に基づいて前記複数の振動素子を振動させる制御手段と、
を有すること特徴とするステアリング装置。
前記振動素子は非対称な直線振動により牽引力を発生させるものであって、
前記制御手段は、前記複数の振動素子を、前記進行方向に応じた牽引力を発生させるように制御することを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
前記制御手段は、前記進行方向が右折あるいは左折を示す場合は、前記ステアリングホイールを回転させる方向に牽引力が発生するように前記複数の振動素子を制御することを特徴とする請求項２記載のステアリング装置。
前記制御手段は、前記進行方向が直進を示す場合は、前記複数の振動素子を上方向への牽引力を発生させるように制御し、前記進行方向が後退を示す場合は、前記複数の振動素子を下方向への牽引力を発生させるように制御することを特徴とする請求項２又は３記載のステアリング装置。
前記制御手段は、前記進行方向が右折を示す場合は、前記複数の振動素子を前記ステアリングホイールの最左部に配置された前記振動素子から右方向へ順に振動させる、あるいは、前記複数の振動素子を時計回りの順に振動させ、前記進行方向が左折を示す場合は、前記複数の振動素子を前記ステアリングホイールの最右部に配置された前記振動素子から左方向へ順に振動させる、あるいは、前記複数の振動素子を反時計回りの順に振動させることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
前記制御手段は、前記進行方向が直進を示す場合は、前記複数の振動素子を、前記ステアリングホイールの最下部に配置された前記振動素子から上方向へ順に振動させ、前記進行方向が後退を示す場合は、前記複数の振動素子を、前記ステアリングホイールの最上部に配置された前記振動素子から下方向へ順に振動させることを特徴とする請求項１又は５記載のステアリング装置。
運転者の手の位置を検出するセンサを備え、
前記制御手段は、前記センサが検出した手の位置に対応する前記振動素子を振動させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のステアリング装置。
前記ステアリングホイールの回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記回転角度検出手段が検出した回転角度に応じて振動させる前記振動素子を決定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のステアリング装置。