JP5016985B2 - 車両状態伝達装置 - Google Patents

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、従来の技術を説明する図であり、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、車速を伝えることはできるが、道路に対応した望ましい車速を伝えることはできないという問題がある。例えば、高速道路から出て、二車線の道路を走行する際、車速が速くなりがちになるという問題がある。

本発明は、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制す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、走行している道路の道路環境情報を取得する環境状態取得手段と、を備え、道路環境情報に含まれる路面上の線情報が、道路に施されている車線境界線の長さ、車線境界線の間隔、道路とは別の道路に車線境界線の長さより短く施されている別の車線境界線又は車道中央線の長さ、間隔より狭く別の車線境界線又は車道中央線の間隔をなす別の間隔であり、車線境界線の長さと検出装置の情報に含まれる車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて、触覚提示手段が作動を続け、間隔と車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて触覚提示手段が停止を続け、別の車線境界線の長さ、又は車道中央線の長さと車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて、触覚提示手段が作動を続け、別の間隔と車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて触覚提示手段が停止を続けることによって、触覚提示手段の作動が変化す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、走行している道路の道路環境情報を取得する環境状態取得手段と、を備え、道路環境情報と検出装置の情報に基づいて、触覚提示手段の作動が変化するので、道路との関係において車両の状態が好ましい状態でないことを運転者の触覚に伝えることができる。
例えば、高速道路を走行した直後に地方道を走行したときに、環境状態取得手段から得ていた道路環境情報は地方道の道路環境情報に変わり、検出装置から得ていた情報（車速）が高速道路の情報と同様であれば、高速道路走行時に比べ、伝達手段の触覚提示手段の作動が変化し、触覚に伝わる刺激が変化する。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

請求項１に係る発明では、道路環境情報に含まれる路面上の線情報が、道路に施されている車線境界線の長さ、車線境界線の間隔、道路とは別の道路に車線境界線の長さより短く施されている別の車線境界線又は車道中央線の長さ、間隔より狭く別の車線境界線又は車道中央線の間隔をなす別の間隔であり、車線境界線の長さと検出装置の情報に含まれる車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて、触覚提示手段が作動を続け、間隔と車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて触覚提示手段が停止を続け、別の車線境界線の長さ、又は車道中央線の長さと車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて、触覚提示手段が作動を続け、別の間隔と車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて触覚提示手段が停止を続けることによって、触覚提示手段の作動が変化するので、線情報が道路である高速道路に施されている車線境界線の長さや、別の道路である地方道に施されている別の車線境界線又は車道中央線の長さであるときに、地方道を高速道路とほぼ同様の車速で走行すると、触覚提示手段の作動のタイミングが速くなる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

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、インストルメントパネル１６の中央に配置している環境状態取得手段であるところのナビ装置２９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１に示しているナビ装置（環境状態取得手段）２９は、既存のカーナビゲーションで、道路構造の情報を予め設定した道路構造記録部５８を備えている。
道路構造記録部５８は、道路構造の第１の車線境界線６１（図７参照）の情報、第２の車線境界線６２（図７の第１の車線境界線６１の長さ違い。）の情報、車道中央線６３（図９参照）の情報など路面上の線情報を有している。

なお、ナビ装置２９が、環境状態取得手段として用いられたが、ナビ装置２９以外に道路の環境状態を取得するものとしては、車載カメラを挙げることができる。
また、これらの車載カメラで検知した道路情報とナビ装置２９の道路の環境状態とを照合して、道路の環境状態を得ることも可能である。

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、後進を検出しているなかから、車速Ｖｃを用いる。同時に、ナビ装置２９が道路（現在位置）を特定する。
ＳＴ０４：走行している道路（現在位置）の道路環境情報を取得する。
ＳＴ０５：道路環境情報に含まれる路面上の線情報（車線境界線の情報又は、車道中央線の情報）を道路構造記録部５８から得る。

ＳＴ０６：線情報と車速を用いて触覚提示手段の作動の間隔を算出する。
ＳＴ０７：触覚提示手段を実行する。
次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０７を具体的に説明する。

図７は、本発明の車両状態伝達装置の環境状態取得手段に設定している道路（その１）の説明図である。
図８は、本発明の車両状態伝達装置の環境状態取得手段に設定している道路条件を説明する図である。

第１の道路６４は、四車線以上の道路を対象にし、路面に中央分離帯６５及び第１の車線境界線６１が形成され、高速自動車国道、一般国道、都道府県道、市町村道に採用されている。ここでは、高速自動車国道とする。高速自動車国道は、第１の車線境界線６１の白線６６の長さＬ１に８ｍ（メートル）を設定し、第１の間隔Ｌ２に１２ｍを設定している。Ｌ３は白線６６と第１の間隔Ｌ２を１区間としたときの長さで、２０ｍである。

第２の道路６７（図１２参照）は、第１の車線境界線６１より長さが短い第２の車線境界線６２を施しているとともに、第１の間隔Ｌ２より狭い第２の間隔Ｌ５を施しているもので、第２の車線境界線６２の白線の長さＬ４に６ｍ（メートル）を設定し、第２の間隔Ｌ５に９ｍを設定している。例えば、一般国道、都道府県道及び市町村道に採用されている。

図９は、本発明の車両状態伝達装置の環境状態取得手段に設定している道路（その２）の説明図である。図８を併用して説明する。
第３の道路６８は、二車線で、車道中央線６３を設けた道路である。
車道中央線６３は、白線の長さＬ７に５ｍ（メートル）を設定し、第３の間隔Ｌ８に５ｍを設定している。Ｌ９は白線と第３の間隔Ｌ８を１区間としたときの長さで、１０ｍである。

図１０（ａ）、（ｂ）は、車両状態伝達装置の触覚提示手段の走行しているとき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している。図１〜図９を併用して説明する。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、図１０の続きを説明する図である。

図７の車両１２が高速自動車国道に採用されている第１の道路６４を車速Ｖ１で走行すると、図１０から図１１に示しているように右触覚提示手段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。波動は、第１の車線境界線６１の白線６６の長さＬ１（Ｌ１＝８ｍ）の間だけ山を形成し、第１の間隔Ｌ２（Ｌ２＝１２ｍ）の間だけ谷を形成している。

そして、図９に示した車両１２が、車速Ｖ１で市町村道に採用されている第３の道路６８を走行すると、波動は、車道中央線６３の白線の長さＬ７（Ｌ７＝５ｍ）の間だけ山を形成し、間隔Ｌ８（Ｌ８＝５ｍ）の間だけ谷を形成する。その結果、高速自動車国道に相当する第１の道路６４を走行しているときの波動に比べ、市町村道に相当する第３の道路６８を走行しているときの波動は短くなるので、第３の道路６８を走行しているときの車速が速いことを認識させ、減速する必要があることを伝えることができる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。
具体的に説明する。

右触覚提示手段４６は、具体的には、車両１２が高速自動車国道に採用されている第１の道路６４を走行すると、ナビ装置（環境状態取得手段）２９によって走行している道路（現在位置）が高速自動車国道に採用されている第１の道路６４であることが検知され、且つ、ナビ装置（環境状態取得手段）２９の道路構造記録部５８に予め設定した高速自動車国道に採用されている第１の道路６４の第１の車線境界線６１の白線６６の長さＬ１（Ｌ１＝８ｍ）及び第１の間隔Ｌ２（Ｌ２＝１２ｍ）が特定される。同時に、車両状態検出装置２５で現在の車速Ｖ１が検出されているので、第１の触覚提示手段３２の作動のタイミングとなる作動時間ｔ１、停止時間ｔ２が算出される。

作動時間ｔ１は、ｔ１＝Ｌ１／Ｖ１であり、作動時間ｔ１だけ、直動手段５１が図１０（ａ）→（ｂ）→図１１（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→図１０（ａ）に示しているように振動（前進・後退を繰り返す）する。

停止時間ｔ２は、ｔ２＝Ｌ２／Ｖ１であり、停止時間ｔ２の間、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１を後退させ、後退した状態（谷に相当）を継続する。

続けて、車両１２が高速自動車国道（第１の道路６４）を出て、市町村道（第３の道路６８）を走行し始めると、右触覚提示手段４６は、ナビ装置（環境状態取得手段）２９によって走行している道路（現在位置）が第３の道路６８であることが検知され、且つ、ナビ装置（環境状態取得手段）２９の道路構造記録部５８に予め設定した第３の道路６８の車道中央線６３の白線の長さＬ７（Ｌ７＝５ｍ）及び間隔Ｌ８（Ｌ８＝５ｍ）が特定される。同時に、車両状態検出装置２５で現在の車速Ｖ１が検出されているので、第１の触覚提示手段３２の作動のタイミングをなす作動時間ｔ３、停止時間ｔ４が算出される。

作動時間ｔ３は、ｔ３＝Ｌ７／Ｖ１であり、作動時間ｔ３だけ、第１の触覚提示手段３２が図１０（ａ）→（ｂ）→図１１（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→図１０（ａ）に示しているように振動（前進・後退を繰り返す）する。

停止時間ｔ４は、ｔ４＝Ｌ８／Ｖ１であり、停止時間ｔ４の間、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１を後退させ、後退した状態（谷に相当）を継続する。

より具体的には、算出した情報に基づいて、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７１を形成するので、右手Ｈの触覚で運転者に白線・車速に基づく振動が伝わる。凸部７１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７２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白線・車速に基づく振動が伝わる。凸部７２を形成した直後にＹ２の直動手段５１は戻る。

引き続き、図１１（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。

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。
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７５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１０（ａ）に戻って、動作を繰り返す。

なお、第１の触覚提示手段３２は、図１０（ａ）→（ｂ）→図１１（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→図１０（ａ）を繰り返すが、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１を同時に作動（前進）させることも可能である。すなわち、作動時間ｔ１だけＹ１〜Ｙ５の直動手段５１を同時に前進させ、停止時間ｔ２だけＹ１〜Ｙ５の直動手段５１を同時に後退させる。

また、第２の道路６７（図１２参照）を走行した後、第３の道路６８を走行した場合も同様の作用・効果を発揮する。
ナビ装置（環境状態取得手段）２９が現在位置を特定すると、ナビ装置（環境状態取得手段）２９の道路構造記録部５８に予め設定した一般国道、都道府県道及び市町村道に相当する第２の道路６７の第２の車線境界線６２（図７の第１の車線境界線６１の長さ違い。）の白線の長さＬ４（Ｌ４＝６ｍ）及び間隔Ｌ５（Ｌ５＝９ｍ）が特定されるので、第１の触覚提示手段３２の作動のタイミングをなす作動時間ｔ５（ｔ５＝Ｌ４／Ｖ１）、停止時間ｔ６（ｔ６＝Ｌ５／Ｖ１）が算出される。
これらの波動を形成するタイミングを次に説明する。

図１２は、車両状態伝達装置が備えている触覚提示手段の作動のタイミングを説明する図である。（ａ）は第１の道路６４（例えば、高速自動車国道）、（ｂ）第２の道路６７（例えば、一般国道、都道府県道、）、（ｃ）第３の道路６８（例えば、市町村道）を示している。図１０、図１１を併用して説明する。

ナビ装置２９が検出している高速自動車国道（第１の道路６４）を車速Ｖ１で走行すると、ナビ装置２９に設定した第１の車線境界線６１の白線６６の長さＬ１（８ｍ）に対応する作動時間ｔ１だけ、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１が順又は同時に前進することで、波動の山（凸部７１〜７５）を形成する。続けて、第１の車線境界線６１の第１の間隔Ｌ２（１２ｍ）に対応する停止時間ｔ２だけ、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１が後退し続けることで、波動の谷を形成する。

ナビ装置２９が検出している市町村道（第３の道路６８）を車速Ｖ１で走行すると、ナビ装置２９に設定した車道中央線６３の白線の長さＬ７（５ｍ）に対応する作動時間ｔ３
（ｔ３＜ｔ１）だけ、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１が順又は同時に前進することで、波動の山を形成する。続けて、車道中央線６３の間隔Ｌ８（Ｌ８＝５ｍ）に対応する停止時間ｔ４（ｔ４＜ｔ２）だけ、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１が後退し続けることで、波動の谷を形成する。

このように、図７の車両１２が高速自動車国道（第１の道路６４）と同じ車速Ｖ１で図９の市町村道（第３の道路６８）を走行したときに、高速自動車国道（第１の道路６４）で作動していた右触覚提示手段４６の振動（波動）の周波数に比べ、周波数が高くなるので、第３の道路６８を走行しているときの車速が速いことを認識させ、減速する必要があることを伝えることができる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

また、ナビ装置２９が検出している一般国道や都道府県道や市町村道に相当する図１２の第２の道路６７を車速Ｖ１で走行すると、ナビ装置２９に設定した第２の車線境界線６２の白線の長さＬ４（６ｍ）に対応する作動時間ｔ５（ｔ５＞ｔ３）だけ、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１が順又は同時に前進することで、波動の山を形成する。続けて、第２の車線境界線６２の間隔Ｌ５（９ｍ）に対応する作動時間ｔ６（ｔ６＞ｔ４）だけ、Ｙ１〜Ｙ５の直動手段５１が後退し続けることで、波動の谷を形成する。

このように、車両１２が一般国道や都道府県道や市町村道に相当する第２の道路６７と同じ車速Ｖ１で市町村道（第３の道路６８）を走行したときに、一般国道や都道府県道や市町村道に相当する第２の道路６７で作動していた右触覚提示手段４６の振動（波動）の周波数に比べ、周波数が高くなるので、第３の道路６８を走行しているときの車速が速いことを認識させ、減速する必要があることを伝えることができる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

右触覚提示手段４６の振動（波動）と同時に、左触覚提示手段４４（図１参照）も右触覚提示手段４６と同様に振動する。

なお、路面上に車線境界線並びに車道中央線が施されている場合には、車線境界線を優先する。
第１の触覚提示手段３２では、手に伝える波動を左から右（図１１（ｃ）の矢印ａ３の方向）に向かって形成したが、波動を右から左に向かって形成してもよい。

次に、ステアリングホイール２１を回した場合について説明する。
図１３（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。

ステアリングホイール２１を９０°位置まで回すと、操舵角検出手段２７の操舵角情報に基づき、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、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７７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７７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７８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７８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Ｘ３の直動手段５１は戻る。

図１４（ａ）、（ｂ）は、図１３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８２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８３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。
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１５（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。

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）に変えた凸部８４〜８８を形成することで、波動を左から右に向けて形成する。

図１６（ａ）、（ｂ）は、図１５の続きを説明する図である。
凸部８６、８７を形成することで、手の平の触覚に押圧を加える。
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。

次に、別の触覚提示手段について説明する。
図１７（ａ）、（ｂ）は、第２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１〜図１６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の触覚提示手段９１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９２を有し、ピン９２がステアリングホイール２１の上面９３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９３の上方に位置する角９４に凸状の突起部（引っかかり部）９５を形成していることを特徴とする。

第２の触覚提示手段９１は、第１の触覚提示手段３２と同様の作用、効果を発揮する。つまり、第３の道路６８を走行しているときの車速が速いことを認識させ、減速する必要があることを伝えることができる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

次に、別の操作手段（アクセルペダル）２２に配置した第３の触覚提示手段について説明する。
図１８（ａ）、（ｂ）は、第３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３の触覚提示手段１０１を有する。
第３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１９（ａ）〜（ｄ）は、車両状態伝達装置の第３の触覚提示手段の走行しているときの機構を説明する図である。図左に第３の触覚提示手段１０１の断面図を示し、図右に第３の触覚提示手段１０１の平面図を示している。図１〜図１２を併用して説明する。

第３の触覚提示手段１０１は、第１の触覚提示手段３２と同様の効果を発揮する。
第３の触覚提示手段１０１は、作動時間ｔ１の間だけ直動手段５１が、前（上）から後（下）に向かう振動（波）を足Ｆの裏の触覚から踵に伝え、停止時間ｔ２だけ、直動手段５１が後退し続けることで、波動の谷を形成する。

具体的には、道路構造の情報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。

また、第３の触覚提示手段１０１は、ナビ装置２９が市町村道（第３の道路６８）を検出すると、作動時間ｔ３の間だけ直動手段５１が、前（上）から後（下）に向かう振動（波）を足Ｆの裏の触覚から踵に伝え、停止時間ｔ４だけ、直動手段５１が後退し続けることで、波動の谷を形成する。

その結果、第３の触覚提示手段１０１では、車両１２が高速自動車国道（第１の道路６４）と同じ車速Ｖ１で市町村道（第３の道路６８）を走行したときに、高速自動車国道（第１の道路６４）で作動していた第３の触覚提示手段１０１の振動（波動）の周波数に比べ、周波数が高くなるので、第３の道路６８を走行しているときの車速が速いことを認識させ、減速する必要があることを伝えることができる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

次に、第３の触覚提示手段１０１が形成する波動の進む方向を逆方向にした場合を説明する。
図２０（ａ）〜（ｄ）は、第３の触覚提示手段の走行しているときの別の機構を説明する図である。図左に第３の触覚提示手段１０１の断面図を示し、図右に第３の触覚提示手段１０１の平面図を示している。

第３の触覚提示手段１０１は、作動時間ｔ１、ｔ３の間だけ直動手段５１が、後（下）から前（上）に向かう振動（波）を足Ｆの踵からつま先に伝え、停止時間ｔ２、ｔ４の間だけ、直動手段５１が後退し続けることで、波動の谷を形成する。

その結果、第３の触覚提示手段１０１が形成する波動の進む方向を逆方向にした場合も、同様の効果を発揮する。

次に、第４の触覚提示手段について説明する。
図２１は、第４の触覚提示手段の斜視図である。
第４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２２参照）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２２（ａ）、（ｂ）は、第４の触覚提示手段の走行しているときの機構を説明する図である。
図２３（ａ）〜（ｃ）は、図２２の続きを説明する図である。
第４の触覚提示手段１３１は、第１の触覚提示手段３２と同様の効果を発揮する。
第４の触覚提示手段１３１は、作動時間ｔ１、ｔ３の間だけ直動手段５１が、第３の触覚提示手段１０１の作動に続いて作動して、尻１３５へ振動（波）を伝え、停止時間ｔ２、ｔ４の間だけ、直動手段５１が後退し続けることで、波動の谷を形成する。

具体的には、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２２（ａ）に戻って直動手段５１の作動を繰り返す。

その結果、第４の触覚提示手段１３１では、車両１２が高速自動車国道（第１の道路６４）と同じ車速Ｖ１で市町村道（第３の道路６８）を走行したときに、高速自動車国道（第１の道路６４）で作動していた第４の触覚提示手段１３１の振動（波動）の周波数に比べ、周波数が高くなるので、第３の道路６８を走行しているときの車速が速いことを認識させ、減速する必要があることを伝えることができる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

次に、第５の触覚提示手段１７１を説明する。
図２４は、第５の触覚提示手段を説明する図である。
第５の触覚提示手段１７１は、アクセルペダル２２（図１も参照）に配置したもので、本体１７２に直動手段１７３を取付け、直動手段１７３に駆動部１７４を取付け、駆動部１７４にゴム製の偏心カム１７５を角度αだけ回動するように取付け、停止時間ｔ２、ｔ４の間だけ、待機位置１７６で待機し、偏心カム１７５が回動する際に、弾性変形しつつ、履物の底を押す。

第５の触覚提示手段１７１は、第１の触覚提示手段３２と同様の効果を発揮する。
第５の触覚提示手段１７１では、作動時間ｔ１、ｔ３の間だけ偏心カム１７５が角度αの範囲を揺動し、足Ｆの触覚に伝え、停止時間ｔ２、ｔ４の間だけ偏心カム１７５が回動を停止する。

その結果、車両１２が高速自動車国道（第１の道路６４）と同じ車速Ｖ１で市町村道（第３の道路６８）を走行したときに、高速自動車国道（第１の道路６４）で作動していた第５の触覚提示手段１７１の振動（偏心カム１７５の角度α間の往復）の周波数に比べ、周波数（角度α間の往復時間）が高くなるので、第３の道路６８を走行しているときの車速が速いことを認識させ、減速する必要があることを伝えることができる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

次に、第６の触覚提示手段２２１を説明する。
図２５（ａ）、（ｂ）は、第６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１８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）２２２は、第６の触覚提示手段２２１を有する。
第６の触覚提示手段２２１は、アクセルペダル２２２に取付けた振動発生機構２２４からなる。
アクセルペダル２２２は、既存のもので、アーム部材１０５にペダル板２２５が取付けられ、足Ｆを載せる表部２２６に対向する裏部２２７の上部２２８に振動発生機構２２４を配置している。

振動発生機構２２４は、振動を発生するものであればよく、例えば、電動機２３１の出力軸にアンバランスウェイト２３２を取り付けたものである。２３３は電動機２３１を覆うケースである。

第６の触覚提示手段２２１は、第１の触覚提示手段３２と同様の効果を発揮する。
第６の触覚提示手段２２１は、作動時間ｔ１、ｔ３の間だけ電動機２３１が作動することで、回転するアンバランスウェイト２３２によってペダル板２２５が振動し、停止時間ｔ２、ｔ４の間だけ、電動機２３１が停止することで、ペダル板２２５は振動しない。

その結果、車両１２が高速自動車国道（第１の道路６４）と同じ車速Ｖ１で市町村道（第３の道路６８）を走行したときに、高速自動車国道（第１の道路６４）で作動していた第６の触覚提示手段２２１の振動し続けている時間に比べ、時間が短くなるので第３の道路６８を走行しているときの車速が速いことを認識させ、減速する必要があることを伝えることができる。従って、高速道路から出た後に車速が速くなりがちになるのを抑制することができるという利点がある。

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） 図３の４矢視図（第１の触覚提示手段） 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 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 本発明の車両状態伝達装置の環境状態取得手段に設定している道路（その１）の説明図 本発明の車両状態伝達装置の環境状態取得手段に設定している道路条件を説明する図 本発明の車両状態伝達装置の環境状態取得手段に設定している道路（その２）の説明図 車両状態伝達装置の触覚提示手段の走行しているときの機構を説明する図 図１０の続きを説明する図 車両状態伝達装置が備えている触覚提示手段の作動のタイミングを説明する図 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の機構を説明する図 図１３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の機構を説明する図 図１５の続きを説明する図 第２の触覚提示手段を説明する図 第３の触覚提示手段の説明図 車両状態伝達装置の第３の触覚提示手段の走行しているときの機構を説明する図 第３の触覚提示手段の走行しているときの別の機構を説明する図 第４の触覚提示手段の斜視図 第４の触覚提示手段の走行しているときの機構を説明する図 図２２の続きを説明する図 第５の触覚提示手段を説明する図 第６の触覚提示手段を説明する図 従来の技術を説明する図

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…検出装置（車両状態検出装置）、２９…環境状態取得手段（ナビ装置）、３２…第１の触覚提示手段、３４…伝達手段、４３…把持部（９時の位置）、４５…把持部（３時の位置）、６１…第１の車線境界線、６２…第２の車線境界線、６３…車道中央線、６４…走行している道路（第１の道路）、６７…走行している道路（第２の道路）、６８…走行している道路（第３の道路）、Ｖ１…現在の車速。

Claims (1)

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、走行している道路の道路環境情報を取得する環境状態取得手段と、を備え、
   前記道路環境情報に含まれる路面上の線情報が、道路に施されている車線境界線の長さ、前記車線境界線の間隔、前記道路とは別の道路に前記車線境界線の長さより短く施されている別の車線境界線又は車道中央線の長さ、前記間隔より狭く前記別の車線境界線又は前記車道中央線の間隔をなす別の間隔であり、
   前記車線境界線の長さと前記検出装置の情報に含まれる車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて、前記触覚提示手段が作動を続け、前記間隔と前記車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて前記触覚提示手段が停止を続け、前記別の車線境界線の長さ、又は前記車道中央線の長さと前記車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて、前記触覚提示手段が作動を続け、前記別の間隔と前記車速とを用いて演算した作動タイミング情報に基づいて前記触覚提示手段が停止を続けることによって、前記触覚提示手段の作動が変化することを特徴とする車両状態伝達装置。

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