WO2019058894A1 - スイッチ装置 - Google Patents

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達司 勝山
貴史 長尾
哲也 江川
竹好 森
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株式会社東海理化電機製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a switch device.
  • acoustic system mounted on a vehicle there is one that presents the situation around the vehicle as a three-dimensional sound image, and this acoustic system controls a speaker that emits sound and an output signal according to the situation around the vehicle to the speaker And a device (see, for example, Patent Document 1).
  • the control device compares means for deriving parameters related to safe traveling such as positions, relative speeds, inter-vehicle distances, etc. of a plurality of traveling vehicles surrounding the host vehicle, and the parameter and the danger degree determination condition set in advance.
  • Means for determining the danger degree rank in which the host vehicle is placed means for the signal conversion circuit for converting the signal of the parameter into a virtual sound source generation signal according to the judgment result based on the danger degree rank, and the virtual sound source generation signal It is configured to include means for converting into a pulse-like amplified signal using an amplifier circuit, and means for signal processing circuit for presenting a pulse-like sound at a virtual sound source position by inputting the amplified signal to a speaker.
  • Patent Document 1 has a problem that it is necessary to separately provide a speaker that emits a sound as a notification unit that reliably transmits the situation around the vehicle to the driver of the vehicle.
  • An object of the present invention is to provide a switch device which is disposed on a steering wheel and can generate steering wheel vibration as an informing means.
  • a switch device has the following configurations [1] to [10].
  • a switch unit mounted on a steering wheel of a vehicle including an operation knob, an electromagnetic element for detecting an operation on the operation knob and vibrating the operation knob, and a control unit for vibrating the operation knob And the control unit performs control to vibrate the electromagnetic element such that a vibration is notified to the steering wheel and an occupant's hand gripping the steering wheel under a predetermined condition.
  • apparatus [2] The switch device according to [1], wherein the operation knob is a plate-like panel and is disposed flush with the surface of the steering wheel. [3] The switch device according to [1] or [2], wherein the operation knob is connected to the electromagnetic element via a transmission member.
  • the switch device according to [3], wherein the transmission member is a columnar body formed of an elastic body.
  • the control unit causes the electromagnetic element to generate a reaction force corresponding to the operation.
  • the control unit may vibrate the electromagnetic element according to a control signal corresponding to the natural frequency of the steering wheel or a multiple of the natural frequency under the predetermined condition.
  • the switch device according to any one of the above.
  • the control unit is connected to the lane departure prevention device, and when the lane departure prevention device determines that there is a possibility of lane departure, notifies the driver's hand of vibration on the assumption that the predetermined condition is satisfied.
  • the switch device according to any one of the above [1] to [6].
  • the control unit is connected to a collision avoidance system, and when the collision avoidance system predicts a collision, notifies the vibration to the occupant's hand on the assumption that the predetermined condition is satisfied.
  • the switch device according to any one of 6).
  • the switch device according to any one of [1] to [8], wherein the electromagnetic element is a piezoelectric element.
  • a switch device disposed on the steering wheel to generate steering wheel vibration as an informing means.
  • FIG. 1 is a front view of a steering wheel when a switch device according to the embodiment is mounted on a steering wheel of a vehicle as viewed from a driver.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an AA cross section in the switch device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the switch device according to the embodiment.
  • FIG. 4 shows an example of a drive signal waveform for driving the operation knob, which is a drive signal Sh1 for tactile sense presentation drive for vibrating the operation knob corresponding to the touch operation, and a drive signal Sv1 for vibrating the steering wheel from the operation knob.
  • the switch device 1 detects the operation knobs 31 and 41, and operations on the operation knobs 31 and 41, and piezo elements 32 and 42 as electromagnetic elements that vibrate the operation knobs 31 and 41. , And the control unit 100 that vibrates the operation knobs 31 and 41.
  • the control unit 100 performs steering under a predetermined condition.
  • the piezoelectric elements 32 and 42 are controlled to vibrate so that the driver's hand holding the wheel 8 and the steering wheel 8 is notified of the vibration.
  • switch unit 30, 40 The switch units 30, 40 are attached to the steering wheel 8 of the vehicle 5, as shown in FIG.
  • the switch unit is provided on the steering wheel 8 as one or more than one, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the two switch units 30 and 40 are central lines of the steering wheel 8 Description will be made assuming that they are arranged symmetrically with 8a interposed therebetween.
  • the switches 30 and 40 are steering switches that can be used for vehicle operation, air conditioning control, audio control, car navigation operation, and the like.
  • the switch units 30 and 40 can be electrically connected to the vehicle body side via, for example, a steering roll connector (not shown).
  • a drive signal Sh1 for tactile sense presentation drive described later, a drive signal Sv1 for vibrating the steering wheel from the operation knob, and the like can be input from the vehicle body side via the steering roll connector.
  • the switch unit 30 is roughly configured of an operation knob 31 which is a plate-shaped panel, and a piezo element 32 which is an electromagnetic element connected to the operation knob 31 via a transmission member 35.
  • the transmission member 35 is a columnar body formed of a material that easily transmits force and vibration, such as an elastic body such as metal, resin, or rubber.
  • the piezoelectric element 32 is mounted on a substrate 33 provided in the spoke portion 9.
  • the operation knob 31 is a plate-like panel, is disposed flush with the surface of the spoke portion 9, and is configured as a seamless switch without a step.
  • the switch unit 40 is also configured in the same manner.
  • the piezoelectric element 32 is, for example, a unimorph type piezoelectric element including a piezoelectric body having a disk shape and a metal shim having a disk shape having a larger radius than the piezoelectric body. An upper wire electrically connected to the piezoelectric body and a lower wire electrically connected to the metal shim are connected to the piezoelectric element.
  • the piezoelectric element may be, for example, a bimorph type piezoelectric element in which two piezoelectric bodies are provided on both sides of the metal shim.
  • the piezoelectric body for example, lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead zirconate titanate (PZT), lead meta niobate, polyvinylidene fluoride (PVDF) or the like is used.
  • the piezoelectric body is, for example, a laminated piezoelectric body formed by laminating films formed using these materials.
  • the piezoelectric body is polarized in the thickness direction, and the output is increased with respect to the deformation in the thickness direction.
  • the metal shim is formed of, for example, conductive phosphor bronze or stainless steel.
  • the piezo element 32 When the operation knob 31 is pressed, the piezo element 32 generates a voltage corresponding to the pressing force, and generates a pressing operation signal S0. Thus, the piezo element 32 functions as a switch element for detecting an operation on the operation knob 31.
  • the piezoelectric element 32 is deformed by the application of a voltage, and displaces the operation knob 31 connected via the transmission member 35 in the vertical direction B shown in FIG.
  • the piezo element 32 as an electromagnetic element can generate a reaction force corresponding to the pressing operation on the operation knob 31. That is, it functions as an actuator for performing tactile sense presentation from the side of the piezoelectric element 32 to a finger or the like operated on the operation knob 31.
  • the steering wheel 8 is formed by covering the cored bar 81 with the resin portion 82.
  • the switch portion 30 mounted on the spoke portion 9 of the steering wheel 8 can notify the vibration of the piezoelectric element 32 shown above to the finger gripping the steering wheel 8 through the core metal 81 and the resin portion 82. .
  • the switch unit 30 can notify an alarm under a predetermined condition. For example, when an alarm signal Sk described later is output, it is possible to vibrate the piezoelectric element 32 to vibrate the cored bar 81 and notify the driver's finger holding the resin portion 82 of the vibration.
  • the steering wheel 8 has a natural frequency corresponding to a plurality of vibration modes in structure.
  • the switch unit 30 can displace the piezoelectric element 32 in the vertical direction B shown in FIG. 2 by applying a voltage according to a control signal corresponding to the above-mentioned natural frequency.
  • a voltage can be applied by a control signal corresponding to a multiple of the above-mentioned natural frequency to displace in the vertical direction B shown in FIG.
  • the switch unit 30 can vibrate the steering wheel 8 to efficiently notify the driver's finger of the vibration.
  • the switch unit 30 functions to perform tactile sense presentation in response to the pressing operation of the operation knob 31, and vibrates the steering wheel 8 under a predetermined condition to notify the driver's finger of the vibration. It functions as an alarm notification means.
  • the electromagnetic element is not limited to the above-described piezo element 32.
  • it comprises a magnetic circuit and a coil, generates current by movement of the coil to detect the operation force on the coil, and changes the magnetic field on the magnetic circuit side to move the coil to generate vibration.
  • Voice coil motors and the like can also be used.
  • the control unit 100 includes, for example, a central processing unit (CPU) that performs predetermined calculations and processing execution according to a stored program, a random access memory (RAM) as a semiconductor memory, and a read only memory (ROM). Equipped with a microcomputer.
  • the ROM stores, for example, a program for operating the control unit 100 and various parameters.
  • switch units 30 and 40 are connected to the control unit 100. From the switch units 30 and 40, pressing operation signals S O1 and S O2 are input. Further, tactile sense presentation signals Sh1 and Sh2 for performing tactile sense presentation in response to the pressing operation signals S 01 and S 02 are output to the piezo elements 32 and 42 of the switch units 30 and 40, respectively. Further, drive signals Sv1 and Sv2 for outputting a warning sound, a warning sound and the like are output to the piezoelectric elements 32 and 42 of the switch units 30 and 40.
  • a device for assisting safe traveling of the vehicle is connected via the on-vehicle LAN 300.
  • the lane departure prevention device 200 is connected to the control unit 100.
  • the lane departure prevention device 200 is also referred to as lane keeping assist, and in order to prevent an accident due to a lane departure, the driver is warned by warning means such as a warning buzzer when it is likely to go out from the lane while driving. . Furthermore, when the radar cruise control is activated, driving along the lane can be supported by supporting the driver's steering operation. As a method, for example, a camera recognizes a road shape (white line / yellow line), and when the lane departure prevention apparatus 200 determines that there is a possibility of lane departure, an alarm signal Sk is output. A warning buzzer, display, etc. alert the driver to prevent departure.
  • an on-vehicle device that assists safe traveling is connected, such as a collision avoidance system 201 that detects a leading vehicle on the route with a laser, radar and single-eye camera, and issues an alarm if a collision is predicted.
  • the alarm signal Sk can be output under predetermined conditions.
  • the control unit 100 causes the piezoelectric elements 32 and 42 to generate a reaction force corresponding to the pressing operation on the operation knob 31 based on the pressing operation signals S O1 and S O2 to the operator who operates the operation knobs 31 and 41.
  • tactile presentation can be performed by vibration or the like.
  • the control unit 100 outputs the tactile sense presentation signals Sh1 and Sh2 to the piezoelectric elements 32 and 42 when a pressing operation is performed, so that, for example, the operation knobs 31 and 41 upward by a predetermined force once or a plurality of times Tactile presentation can be performed by performing an operation of pushing up only once.
  • the tactile sense presentation can be performed by vibrating at a predetermined cycle.
  • the control unit 100 performs control to notify the hand of the occupant 20 gripping the steering wheel 8 and the steering wheel 8 of vibration under predetermined conditions, in addition to the above-described tactile sense presentation control.
  • switch units 30 and 40 The operation of the switch units 30 and 40 will be described using an example of a drive signal waveform of the switch unit 30 on the right side for driving the operation knob shown in FIG. 4.
  • the control unit 100 vibrates the operation knob 31 by outputting a drive signal Sh1 for tactile sense presentation drive to the piezo element 32 in response to the pressing operation of the operation knob.
  • the tactile presentation is performed by an operation of pushing up the operation knob 31 upward by a single pulse.
  • control unit 100 vibrates the operation knob 31 by outputting a drive signal Sv1 which is a pulse signal, for example, to the piezo element 32 at time t2 under a predetermined condition.
  • the drive signal Sv1 is for vibrating the steering wheel 8, and is preferably larger than the drive signal Sh1 of the tactile sense presentation drive described above.
  • the switch device 1 notifies the vibration of the piezoelectric element 32 to the finger holding the steering wheel 8 via the cored bar 81 and the resin portion 82. That is, when the lane departure prevention device 200 and the alarm signal Sk output from the on-vehicle devices of the collision avoidance system 201 satisfy the predetermined condition, the piezoelectric element 32 of the switch unit 30 vibrates to vibrate the steering wheel 8. , Notify the driver's hands and fingers of the vibration.
  • the switch device detects the operation of the operation knobs 31 and 41 and the operation knobs 31 and 41, and the piezoelectric element 32 as an electromagnetic element that vibrates the operation knobs 31 and 41.
  • the control unit 100 that vibrates the operation knobs 31 and 41.
  • the control unit 100 operates under predetermined conditions.
  • the piezoelectric elements 32 and 42 are controlled to vibrate so that the driver's hand holding the steering wheel 8 and the steering wheel 8 is notified of the vibration.
  • the switch unit has a function to perform tactile sense presentation in response to pressing operation to the operation knob, and vibrates the steering wheel 8 under a predetermined condition to notify the driver's finger of the vibration, an alarm Function as a notification means of
  • the switch unit can be mounted on the steering wheel or the like of the vehicle main body, so there is no need to separately mount an actuator such as a motor unit for vibrating the steering wheel, and the periphery of the steering switch can be miniaturized.
  • the switch unit is mounted on a steering wheel or the like of the vehicle main body and can vibrate the steering wheel 8. Therefore, there is no need to separately provide an actuator, and the driver's fingers are notified of the vibration without cost increase. , Alarm notification means can be provided.

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Abstract

スイッチ装置は、操作ノブ３１、４１と、操作ノブ３１、４１に対する操作を検出すると共に、操作ノブ３１、４１を振動させる電磁素子としてのピエゾ素子３２、４２と、を備えた車両５のステアリングホイール８に搭載されるスイッチ部３０、４０と、操作ノブ３１、４１を振動させる制御部１００と、を有し、制御部１００は、所定の条件下において、ステアリングホイール８及びステアリングホイール８を把持する乗員である運転者の手に振動が通知されるように、ピエゾ素子３２、４２を振動させる制御を行なう。

Description

スイッチ装置 関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年９月１９日に出願された日本国特許出願２０１７－１７９０９５号の優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１７－１７９０９５号の全内容を本出願に参照により援用する。
本発明は、スイッチ装置に関する。
車両に搭載される音響システムとして、車両周辺の状況を立体音像で呈示するものがあり、この音響システムは、音を放出するスピーカと、車両周辺の状況に応じた出力信号をスピーカに出力する制御装置とを備える（例えば、特許文献１を参照）。この制御装置は、自車両を取り巻く複数の走行車両の位置、相対速度、車間距離などの安全走行に関わるパラメータを導出する手段と、パラメータと予め設定してなる危急度判定条件とを比較することにより自車両が置かれている危急度ランクを判定する手段と、危急度ランクによる判定結果に応じてパラメータの信号を仮想音源生成信号に変換する信号変換回路の手段と、仮想音源生成信号を信号増幅回路を用いてパルス的な増幅信号に変換する手段と、増幅信号をスピーカに入力して仮想音源位置にパルス的音響を呈示する信号処理回路の手段を有して構成されている。
特開２００２－１３３５９６号公報
特許文献１に開示された音響システムは、車両の運転者に車両周辺の状況を確実に伝達する報知手段として、音を放出するスピーカを別途設ける必要があるという課題があった。
本発明の目的は、ステアリングホイールに配置されて、報知手段としてのステアリングホイール振動を生成できるスイッチ装置を提供することにある。
本発明の一実施形態によるスイッチ装置は、下記［１］～［１０］の構成を有する。
［１］操作ノブと、前記操作ノブに対する操作を検出すると共に、前記操作ノブを振動させる電磁素子と、を備えた車両のステアリングホイールに搭載されるスイッチ部と、前記操作ノブを振動させる制御部と、を有し、前記制御部は、所定の条件下において、前記ステアリングホイール及び前記ステアリングホイールを把持する乗員の手に振動が通知されるように、前記電磁素子を振動させる制御を行なう、スイッチ装置。
［２］前記操作ノブは、板状のパネルであり、前記ステアリングホイールの表面と面一とされて配置されている、上記［１］に記載のスイッチ装置。
［３］前記操作ノブは、前記電磁素子に伝達部材を介して接続されている、上記［１］又は［２］に記載のスイッチ装置。
［４］前記伝達部材は、弾性体で形成された柱状体である、上記［３］に記載のスイッチ装置。
［５］前記制御部は、前記操作に対応した反力を前記電磁素子に発生させる、上記［１］乃至［４］のいずれか１に記載のスイッチ装置。
［６］前記制御部は、前記所定の条件下において、前記ステアリングホイールの固有振動数あるいは前記固有振動数の倍数に対応する制御信号によって前記電磁素子を振動させる、上記［１］乃至［５］のいずれか１に記載のスイッチ装置。
［７］前記制御部は、車線逸脱防止装置と接続され、当該車線逸脱防止装置が車線逸脱の可能性があると判断した場合、前記所定の条件を満たすとして、前記乗員の手に振動を通知する、上記［１］乃至［６］のいずれか１に記載のスイッチ装置。
［８］前記制御部は、衝突回避システムと接続され、当該衝突回避システムが衝突を予測した場合、前記所定の条件を満たすとして、前記乗員の手に振動を通知する、上記［１］乃至［６］のいずれか１に記載のスイッチ装置。
［９］前記電磁素子は、ピエゾ圧電素子である、上記［１］乃至［８］のいずれか１に記載のスイッチ装置。
［１０］前記スイッチ部は、少なくとも２つ、前記ステアリングホイールに備えられる、上記［１］乃至［９］のいずれか１に記載のスイッチ装置。
本発明の一実施形態によれば、ステアリングホイールに配置されて、報知手段としてのステアリングホイール振動を生成するスイッチ装置を提供することができる。
図１は、実施の形態に係るスイッチ装置が車両のステアリングホイールに搭載された場合のステアリングホイールを運転者からみた正面図である。 図２は、図１に示すスイッチ装置において、Ａ―Ａ断面を示す断面図である。 図３は、実施の形態に係るスイッチ装置の構成を示すブロック図である。 図４は、操作ノブを駆動する駆動信号波形の一例であり、タッチ操作に対応して操作ノブを振動させる触覚呈示駆動の駆動信号Ｓｈ１、操作ノブからステアリングホイールを振動させる駆動信号Ｓｖ１である。
（本発明の実施の形態）
本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１は、操作ノブ３１、４１と、操作ノブ３１、４１に対する操作を検出すると共に、操作ノブ３１、４１を振動させる電磁素子としてのピエゾ素子３２、４２と、を備えた車両５のステアリングホイール８に搭載されるスイッチ部３０、４０と、操作ノブ３１、４１を振動させる制御部１００と、を有し、制御部１００は、所定の条件下において、ステアリングホイール８及びステアリングホイール８を把持する乗員である運転者の手に振動が通知されるように、ピエゾ素子３２、４２を振動させる制御を行なう、構成とされている。
本実施の形態では、乗員が運転者であるものとして説明する。
（スイッチ部３０、４０）
スイッチ部３０、４０は、図１に示すように、車両５のステアリングホイール８に取り付けられている。また、スイッチ部は、１つ又は２以上のものとしてステアリングホイール８に備えられるが、本実施の形態では、図１に示すように、２つのスイッチ部３０、４０が、ステアリングホイール８の中心線８ａを挟んで対称に配置されているものとして説明する。
スイッチ部３０、４０は、車両操作に関するスイッチ、空調制御、オーディオ制御、カーナビゲーション操作、等に使用できるステアリングスイッチである。スイッチ部３０、４０は、例えば、ステアリングロールコネクタ（図示省略）を介して、車両本体側に電気的に接続することができる。後述する触覚呈示駆動の駆動信号Ｓｈ１、操作ノブからステアリングホイールを振動させる駆動信号Ｓｖ１等は、このステアリングロールコネクタを介して、車両本体側から入力することができる。
図２に示すように、スイッチ部３０は、板状のパネルである操作ノブ３１と、操作ノブ３１に伝達部材３５を介して接続された電磁素子であるピエゾ素子３２から概略構成されている。伝達部材３５は、金属、樹脂、ゴム等の弾性体等、力、振動を伝達しやすい材質で形成された柱状体である。ピエゾ素子３２は、スポーク部９に設けられた基板３３上に実装されている。操作ノブ３１は、図２に示すように、板状のパネルであり、スポーク部９の表面と面一とされて配置され、段差のないシームレススイッチとして構成されている。スイッチ部４０も同様の構成とされている。
ピエゾ素子３２は、例えば、円板形状を有する圧電体と、圧電体よりも半径が大きい円板形状を有する金属シムと、を備えたユニモルフ型の圧電素子である。この圧電素子には、圧電体と電気的に接続する上部配線と、金属シムと電気的に接続される下部配線と、が接続されている。
なお変形例として圧電素子は、例えば、２枚の圧電体を金属シムの両面に設けたバイモルフ型圧電素子であっても良い。
圧電体の材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などが用いられる。圧電体は、例えば、これらの材料を用いて形成された膜を積層して形成された積層型の圧電体である。なお圧電体は、厚み方向に分極し、厚み方向の変形に対して出力が大きくなるように構成されている。金属シムは、例えば、導電性を有するリン青銅やステンレスなどによって形成されている。
ピエゾ素子３２は、操作ノブ３１が押圧されると、押圧力に対応した電圧を発生し、押圧操作信号Ｓ０を発生する。これにより、ピエゾ素子３２は、操作ノブ３１への操作を検知するスイッチ素子として機能する。
また、ピエゾ素子３２は、電圧が印加されることにより変形し、伝達部材３５を介して接続された操作ノブ３１を図２に示す上下方向Ｂに変位させる。これにより、電磁素子としてのピエゾ素子３２は、操作ノブ３１への押圧操作に対応した反力を発生させることができる。すなわち、操作ノブ３１に対して操作された指等にピエゾ素子３２側からの触覚呈示を行なうアクチュエータとして機能する。
一方、図２に示すように、ステアリングホイール８は芯金８１を樹脂部８２で覆って形成されている。ステアリングホイール８のスポーク部９に装着されたスイッチ部３０は、上記示したピエゾ素子３２の振動を、芯金８１、樹脂部８２を介してステアリングホイール８を把持する手指に振動通知することができる。
したがって、スイッチ部３０は、所定条件下における警報を報知することができる。例えば、後述する警報信号Ｓｋが出力された場合に、ピエゾ素子３２を振動させて、芯金８１を加振して、樹脂部８２を把持する運転者の手指に振動を通知することができる。
ステアリングホイール８は、構造上、複数の振動モードに対応した固有振動数を有している。スイッチ部３０は、ピエゾ素子３２を上記の固有振動数に対応する制御信号により電圧印加して、図２に示す上下方向Ｂに変位させることができる。あるいは、上記の固有振動数の倍数に対応する制御信号により電圧印加して、図２に示す上下方向Ｂに変位させることができる。これにより、スイッチ部３０は、ステアリングホイール８を振動させて、効率的に、運転者の手指に振動を通知することができる。
上記のことから、スイッチ部３０は、操作ノブ３１の押圧操作に対する触覚呈示を行なうものとして機能すると共に、所定条件下において、ステアリングホイール８を振動させて、運転者の手指に振動を通知する、警報の報知手段として機能する。
なお、電磁素子としては、上記したピエゾ素子３２には限られない。例えば、磁気回路とコイルで構成され、コイルの移動により電流を発生してコイルへの操作力を検知すると共に、磁気回路側の磁界を変化させることにより、コイルを移動させて振動を発生させる、ボイスコイルモータ等も使用可能である。
（制御部１００）
制御部１００は、例えば、記憶されたプログラムに従って、所定の演算、処理実行等を行うＣＰＵ(Central Processing Unit)、半導体メモリであるＲＡＭ(Random Access Memory)及びＲＯＭ(Read Only Memory)等から構成されるマイクロコンピュータを備える。このＲＯＭには、例えば、制御部１００が動作するためのプログラムと、各種のパラメータ等が格納されている。
図３に示すように、制御部１００には、スイッチ部３０、４０が接続されている。スイッチ部３０、４０からは、押圧操作信号ＳＯ１、ＳＯ２が入力される。また、スイッチ部３０、４０のピエゾ素子３２、４２に対して、押圧操作信号ＳＯ１、ＳＯ２に対応して触覚呈示を行なう触覚呈示信号Ｓｈ１、Ｓｈ２が出力される。また、スイッチ部３０、４０のピエゾ素子３２、４２に対して、警告音、警告音声等を出力するための駆動信号Ｓｖ１、Ｓｖ２が出力される。
また、制御部１００には、例えば、車載ＬＡＮ３００を介して、車両の安全走行をアシストする装置が接続されている。例えば、制御部１００には、車線逸脱防止装置２００が接続されている。これにより、後述する警報信号Ｓｋが出力された場合には、所定の条件を満たすとして、ステアリングホイール８及びステアリングホイール８を把持する乗員２０の手に振動を通知する制御と行なうことができる。
車線逸脱防止装置２００は、レーンキーピングアシストとも言われ、車線逸脱による事故を未然に防ぐために、走行中の車線からはみ出しそうなときは、警報ブザーなどの報知手段によりドライバーに注意を与えるものである。さらに、レーダークルーズコントロール作動時には、ドライバーのステアリング操作をサポートすることで、車線に沿った走行を支援することもできる。方式としては、例えば、道路形状（白線・黄線）をカメラが認識し、車線逸脱防止装置２００が車線逸脱の可能性があると判断した場合は、警報信号Ｓｋを出力する。警報ブザー、ディスプレイ表示等により、ドライバーへ注意を喚起し、逸脱防止を促す。
その他、進路上の先行車をレーザー、レーダーと単眼カメラで検出し、衝突が予測される場合には警報を発する衝突回避システム２０１、等の安全走行をアシストする車載装置が接続され、それぞれが、所定の条件下において、警報信号Ｓｋを出力することができる。
（制御部１００による触覚呈示制御）
制御部１００は、押圧操作信号ＳＯ１、ＳＯ２に基づいて、操作ノブ３１への押圧操作に対応した反力をピエゾ素子３２、４２に発生させ、操作ノブ３１、４１を操作する操作者に対して、振動等により、触覚呈示を行なうことができる。制御部１００は、押圧操作があったときに、触覚呈示信号Ｓｈ１、Ｓｈ２をピエゾ素子３２、４２に出力することで、例えば、操作ノブ３１、４１を上方向に所定の力で１回又は複数回だけ突き上げる動作をすることにより、触覚呈示を行なうことができる。あるいは、所定の周期で振動させて、触覚呈示を行なうことができる。
（制御部１００によるステアリング振動制御）
制御部１００は、上記の触覚呈示制御のほかに、所定の条件下において、ステアリングホイール８及びステアリングホイール８を把持する乗員２０の手に振動を通知する制御を行なう。
（スイッチ部３０、４０の動作例）
スイッチ部３０、４０の動作を、図４に示す、操作ノブを駆動する右側のスイッチ部３０の駆動信号波形の例を用いて説明する。制御部１００は、例えば、時間ｔ１において、操作ノブの押圧操作に対応して触覚呈示駆動の駆動信号Ｓｈ１をピエゾ素子３２に出力することにより、操作ノブ３１を振動させる。例えば、図４に示すように、単発のパルスにより操作ノブ３１を上方向に突き上げる動作により、触覚呈示を行なう。
また、制御部１００は、所定条件の下において、時間ｔ２に、例えば、パルス信号である駆動信号Ｓｖ１をピエゾ素子３２に出力することにより、操作ノブ３１を振動させる。この駆動信号Ｓｖ１はステアリングホイール８を振動させるためのものであり、上記示した触覚呈示駆動の駆動信号Ｓｈ１よりも大きいことが好ましい。
スイッチ装置１は、ピエゾ素子３２の振動を、芯金８１、樹脂部８２を介してステアリングホイール８を把持する手指に振動通知する。すなわち、車線逸脱防止装置２００、衝突回避システム２０１の車載装置から出力される警報信号Ｓｋが所定条件を満たす場合において、スイッチ部３０のピエゾ素子３２が振動することにより、ステアリングホイール８を振動させて、運転者の手指に振動を通知する。
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、操作ノブ３１、４１と、操作ノブ３１、４１に対する操作を検出すると共に、操作ノブ３１、４１を振動させる電磁素子としてのピエゾ素子３２、４２と、を備えた車両５のステアリングホイール８に搭載されるスイッチ部３０、４０と、操作ノブ３１、４１を振動させる制御部１００と、を有し、制御部１００は、所定の条件下において、ステアリングホイール８及びステアリングホイール８を把持する乗員である運転者の手に振動が通知されるように、ピエゾ素子３２、４２を振動させる制御を行なう、構成とされている。これにより、スイッチ部は、操作ノブへの押圧操作に対応して触覚呈示を行なう機能を有する共に、所定条件下において、ステアリングホイール８を振動させて、運転者の手指に振動を通知する、警報の報知手段としての機能を有する。
（２）スイッチ部は、車両本体のステリングホイール等に搭載できるので、ステリングホイールを振動させるためのモータユニット等のアクチュエータを別途搭載する必要がなく、ステリングスイッチ周りを小型化できる。
（３）スイッチ部は、車両本体のステリングホイール等に搭載されてステアリングホイール８を振動させることができるので、アクチュエータを別途設ける必要がなく、コストアップなしで、運転者の手指に振動を通知する、警報の報知手段を備えることができる。
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ スイッチ装置
５ 車両
８ ステアリングホイール
８ａ 中心線
９ スポーク部
３０ スイッチ部
３１ 操作ノブ
３２ ピエゾ素子
３３ 基板
３５ 伝達部材
４０ スイッチ部
１００ 制御部
２００ 車線逸脱防止装置
２０１ 衝突回避システム

Claims (10)

  1. 操作ノブと、前記操作ノブに対する操作を検出すると共に、前記操作ノブを振動させる電磁素子と、を備えた車両のステアリングホイールに搭載されるスイッチ部と、
    前記操作ノブを振動させる制御部と、を有し、
    前記制御部は、所定の条件下において、前記ステアリングホイールを把持する乗員の手に振動が通知されるように、前記電磁素子を振動させる制御を行なう、スイッチ装置。
  2. 前記操作ノブは、板状のパネルであり、前記ステアリングホイールの表面と面一とされて配置されている、請求項１に記載のスイッチ装置。
  3. 前記操作ノブは、前記電磁素子に伝達部材を介して接続されている、請求項１又は２に記載のスイッチ装置。
  4. 前記伝達部材は、弾性体で形成された柱状体である、請求項３に記載のスイッチ装置。
  5. 前記制御部は、前記操作に対応した反力を前記電磁素子に発生させる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
  6. 前記制御部は、前記所定の条件下において、前記ステアリングホイールの固有振動数あるいは前記固有振動数の倍数に対応する制御信号によって前記電磁素子を振動させる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
  7. 前記制御部は、車線逸脱防止装置と接続され、当該車線逸脱防止装置が車線逸脱の可能性があると判断した場合、前記所定の条件を満たすとして、前記乗員の手に振動を通知する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
  8. 前記制御部は、衝突回避システムと接続され、当該衝突回避システムが衝突を予測した場合、前記所定の条件を満たすとして、前記乗員の手に振動を通知する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
  9. 前記電磁素子は、ピエゾ圧電素子である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
  10. 前記スイッチ部は、少なくとも２つ、前記ステアリングホイールに備えられる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
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