JP5763459B2 - Information presentation device - Google Patents
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Description
本発明は、車両のステアリングホイールを介して運転者に対して触力覚情報を提示する情報提示装置に関する。 The present invention relates to an information presentation device that presents tactile sensation information to a driver via a steering wheel of a vehicle.
従来、車両のステアリングホイールを介して運転者の手に作用する触力覚情報を提示することで、車両の状態に関する警報等を運転者に伝える技術がある(例えば、特許文献1,2参照)。特許文献1に記載の警報装置は、ステアリングホイール内に多数の可動するロッドを配置し、このロッドの動きによって運転者に対して触力覚情報を提示するものである。また、運転者に対して提示する情報の内容に応じて、複数のロッドの動作パターンを変化させることで、複数種類の情報を提示できるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a technique for transmitting a warning regarding a vehicle state or the like to a driver by presenting haptic information acting on the driver's hand via the steering wheel of the vehicle (see, for example, Patent Documents 1 and 2). . The alarm device described in Patent Document 1 arranges a large number of movable rods in a steering wheel, and presents tactile force information to the driver by the movement of the rods. Moreover, according to the content of the information presented to the driver, a plurality of types of information can be presented by changing the operation patterns of the plurality of rods.
また、特許文献2に記載の操舵装置は、ステアリングホイールのリム部の周方向に沿って多数設けられた接触材を順次一時的に膨張させることで、ステアリングホイールを持つ運転者の手に触力覚的作用を与えるものである。 In addition, the steering device described in Patent Document 2 causes a contact force applied to a driver's hand having a steering wheel by sequentially inflating a large number of contact members provided along the circumferential direction of the rim portion of the steering wheel. It gives an objective effect.
しかしながら、特許文献1に記載の警報装置では、多数のロッドの動作を個別に制御して動作パターンを形成しており、駆動の制御が複雑であるという問題がある。また、多数のロッドの各個にそれぞれ駆動モータを備えるため、機械的構造が複雑で製造コストも高くなるという問題もある。さらに、ステアリングホイールの広い範囲で情報提示をするために触覚提示手段の規模を大きくすると、その分ロッドと駆動部品が多く必要になるので、製造コストが跳ね上がることになる。また、特許文献2に記載の操舵装置についても同様であり、多数の接触材の各個にそれぞれ駆動モータを備える構成のため、機械的構造の複雑さと製造コストの高騰という問題を抱えている。 However, the alarm device described in Patent Document 1 has a problem in that the operation control is complicated because the operation of a large number of rods is individually controlled to form an operation pattern. In addition, since each of the many rods is provided with a drive motor, there is a problem that the mechanical structure is complicated and the manufacturing cost increases. Furthermore, if the scale of the tactile sense presenting means is increased in order to present information in a wide range of the steering wheel, a lot of rods and driving parts are required, which increases the manufacturing cost. The same applies to the steering device described in Patent Document 2, which has a problem in that the mechanical structure is complicated and the manufacturing cost increases due to the configuration in which each of a large number of contact members is provided with a drive motor.
本発明は、上記問題を解決するためになされており、簡単な構造にてステアリングホイールの広い範囲で触力覚情報の提示が可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique capable of presenting haptic information over a wide range of a steering wheel with a simple structure.
上記目的を達成するためになされた本発明は、ステアリングホイールの把持部を介して運転者の手に作用する触力覚情報を提示する情報提示装置であって、触力覚的作用付与手段と駆動手段とを備えることを特徴とする。 The present invention made to achieve the above object is an information presentation device for presenting tactile force sense information acting on a driver's hand through a grip portion of a steering wheel, the tactile force sense imparting means, Drive means.
触力覚的作用付与手段は、把持部の内部で把持部の周方向に沿って延設され、把持部の周方向に伸びる螺旋形状の作用部を備え、作用部が螺旋軸周りに回転することで把持部を握る運転者の手に触力覚的作用を与える構造を有する。駆動手段は、作用部が螺旋軸周りに回転するように触力覚的作用付与手段に駆動を与える。 The tactile force imparting means includes a spiral-shaped action portion that extends along the circumferential direction of the gripping portion inside the gripping portion and extends in the circumferential direction of the gripping portion, and the action portion rotates around the spiral axis. In this way, it has a structure that gives a tactile sensation to the driver's hand holding the grip. The driving means applies driving to the haptic effect applying means so that the action portion rotates around the spiral axis.
このように構成された本発明によれば、螺旋形状の作用部を回転させるという簡素な構成にて情報提示が可能である。また、ステアリングホイールの広い範囲で触力覚情報を提示可能にする場合でも、その規模に応じて触力覚的作用付与手段が延設される範囲を大きくすればよく、触力覚的作用付与手段を駆動する駆動手段の数をそれ以上増やす必要はない。そのため、製造コストを低く抑えることができ、有利である。 According to the present invention configured as described above, it is possible to present information with a simple configuration in which the spiral action portion is rotated. In addition, even when tactile sensation information can be presented over a wide range of the steering wheel, the range in which the tactile sensation action imparting means is extended according to the scale may be increased. There is no need to further increase the number of driving means for driving the means. Therefore, the manufacturing cost can be kept low, which is advantageous.
ところで、螺旋形状の作用部がその螺旋軸周りに回転すると、螺旋部分があたかも上昇あるいは下降するように変位してみえる。さらに、一定方向に回転を継続することで無限に変位を進行させることができる。本発明は、螺旋形状の回転によって生じる変位を利用することで、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用が一方向に進行するような方向性を持った触力覚情報を提示できる。 By the way, when the spiral action portion rotates around the spiral axis, the spiral portion seems to be displaced as if it is raised or lowered. Furthermore, the displacement can be advanced infinitely by continuing the rotation in a certain direction. The present invention can present haptic information having directionality such that the haptic action generated in the driver's fist advances in one direction by using the displacement generated by the rotation of the spiral shape. .
そこで、方向性を持った触力覚情報を提示できるという特徴を利用し、請求項5に記載のように構成できる。すなわち、駆動手段は、作用部を螺旋軸周りの第1の方向に一方的に回転させる第1の動作態様と、作用部を第1の方向とは反対方向の螺旋軸周りの第2の方向に一方的に回転させる第2の動作態様と、作用部の回転方向を第1の方向と第2の方向とに周期的に切替えて定常振動させる第3の動作態様とを、提示する情報の内容に応じて切替える。 Therefore, the feature of being able to present haptic information with directionality can be used and configured as described in claim 5 . That is, the driving means unidirectionally rotates the action part in a first direction around the spiral axis, and a second direction around the spiral axis in the direction opposite to the first direction. Of the information to be presented is a second operation mode that is unidirectionally rotated and a third operation mode that is periodically oscillated by periodically switching the rotation direction of the action portion between the first direction and the second direction. Switch according to the content.
このようにすることで、例えば、ステアリングホイールを握る拳の小指側(下側)から親指側(上側)へ向けて登っていくような感触や、逆に親指側(上側)から小指側(下側)へと下がっていくような感触、あるいは、上下に振動する感触等を使い分けて、様々な内容の情報を提示できる。 In this way, for example, the feeling of climbing from the little finger side (lower side) of the fist holding the steering wheel toward the thumb side (upper side), or conversely from the thumb side (upper side) to the little finger side (lower side) It is possible to present various types of information by using different touches such as a feeling of moving down to the side) or a feeling of vibrating up and down.
さらに、請求項6に記載の情報提示装置のように、ステアリングホイールの右手側の把持部と左手側の把持部との2箇所にそれぞれ独立して触力覚的作用付与手段及び駆動手段を備え、右手側の駆動手段と左手側の駆動手段とにおいて、第1の動作態様、第2の動作態様、及び第3の動作態様の組合せを変えることにより、運転者の手に作用する触力覚情報のパターンを切替えるようにしてもよい。 Furthermore, as in the information presentation apparatus according to claim 6 , the tactile force imparting means and the driving means are provided independently at two positions, the right hand side grip part and the left hand side grip part of the steering wheel. The tactile sensation acting on the driver's hand by changing the combination of the first operation mode, the second operation mode, and the third operation mode in the right-hand drive means and the left-hand drive means The information pattern may be switched.
このような構成によれば、単独で触力覚情報の提示を行う場合より、更にバリエーションに富んだ情報提示を行うことができる。例えば、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用の進行方向を左右の把持部で互いに同じにすることで、前又は後に押し出すような感触を生み出すことができる。これにより、例えば、前進・後退や加速・減速といった速度に関する情報提示が可能になる。また、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用の進行方向を左右の把持部で互い違いにすることで、左右に回転するような感触を生み出すことができる。これにより、例えば、左右の方向指示に関する情報提示が可能になる。また、左右の把持部で共に定常振動を発生することで、例えば、注意喚起用に関する情報提示が可能になる。 According to such a configuration, it is possible to present information with more variations than when haptic information is presented alone. For example, by making the traveling direction of the haptic action generated in the driver's fist the same between the left and right grips, it is possible to create a touch that pushes forward or backward. This makes it possible to present information related to speeds such as forward / backward and acceleration / deceleration. In addition, by making the traveling direction of the tactile force action generated in the driver's fist alternate between the left and right grips, it is possible to create a feel that rotates left and right. Thereby, for example, it is possible to present information related to left and right direction instructions. In addition, by generating steady vibration in both the left and right grips, for example, it is possible to present information related to alerting.
一方、請求項1に記載の情報提示装置は、駆動手段が作用部を回転させたときの回転負荷やねじり振動数の変動度合に基づき、運転者が把持部を握っている把持位置を特定する把持位置特定手段と、把持位置特定手段により特定した把持位置に応じて駆動手段の回転トルクや回転速度を調節する調節手段とを備える。 On the other hand, the information presentation device according to claim 1 specifies the gripping position where the driver is gripping the gripping portion based on the degree of variation in rotational load and torsional frequency when the driving means rotates the action portion. A gripping position specifying means and an adjusting means for adjusting the rotational torque and the rotational speed of the driving means according to the gripping position specified by the gripping position specifying means are provided .
作用部が組込まれた把持部を運転者が握ると、その握力によって把持位置において作用部の回転時に摩擦抵抗が生じる。把持部の周方向に沿って延設された長い作用部の一部に握力による負荷がかかると、その負荷のかかる場所に応じて駆動手段が作用部を回転させる際の回転負荷やねじり振動に変化が生じる。それが原因で把持位置の違いによって運転者の手に与える感触が一定でなくなる場合がある。そこで、作用部を回転させたときの回転負荷やねじり振動数の変動度合に基づいて運転者が把持部を握っている把持位置を特定し、その特定した把持位置を駆動手段の回転トルクや回転速度に反映することで、運転者の手に与える触力覚的作用が一定とすることができる。 When the driver grips the grip part in which the action part is incorporated, a frictional resistance is generated when the action part is rotated at the grip position by the grip force. When a load due to gripping force is applied to a part of the long action part that extends along the circumferential direction of the grip part, the driving means is subjected to rotational load and torsional vibration when the action part rotates the action part according to the place where the load is applied. Change occurs. As a result, the feeling given to the driver's hand may not be constant due to the difference in the gripping position. Therefore, the gripping position where the driver is gripping the gripping part is identified based on the rotational load and the degree of fluctuation of the torsional frequency when the action part is rotated, and the identified gripping position is determined based on the rotational torque and rotation of the driving means. By reflecting the speed, the haptic action applied to the driver's hand can be made constant.
さらに、請求項4に記載のように、把持位置特定手段により特定した把持位置に対応した運転行動に関する情報を運転者に対して報知する把持位置情報報知手段を備えることで、ステアリングホイールの把持位置を特定した結果を、他の情報提示に利用してもよい。 Furthermore, as described in claim 4 , the gripping position of the steering wheel is provided by gripping position information notifying means for notifying the driver of information relating to driving behavior corresponding to the gripping position specified by the gripping position specifying means. The result of specifying may be used to present other information.
運転者がステアリングホイールを握っている位置が分かると、例えば、ステアリングホイールを回そうとしているか否かといったことや、適切な運転姿勢であるか否かといった運転者の運転行動をある程度推測できる。そこで、ステアリングホイールの把持位置に対応した運転行動に関する情報提供(例えば、操作指示や注意喚起等)を行うようにすることで、運転者の運転行動を支援できる。 If the position where the driver is holding the steering wheel is known, the driver's driving behavior such as whether or not the steering wheel is about to be turned and whether or not the driver is in an appropriate driving posture can be estimated to some extent. Therefore, by providing information related to driving behavior corresponding to the gripping position of the steering wheel (for example, operation instructions and alerting), the driving behavior of the driver can be supported.
つぎに、請求項2に記載の情報提示装置は、以下の特徴を有する。触力覚的作用付与手段は、弾性を有するコイルばねからなる作用部を備える。駆動手段は、作用部の両端において個別に回転方法を変更可能に構成されており、作用部の両端を同調して回転させて把持部の周方向に沿って進行する触力覚的作用を発生させたり、作用部の両端を互いに異なる回転状態にして作用部を捻ることで、作用部の径の変化による触力覚的作用を発生させる。 Next, the information presentation apparatus according to claim 2 has the following characteristics. The tactile sensation action imparting means includes an action part made of a coil spring having elasticity. The drive means is configured so that the rotation method can be individually changed at both ends of the action part, and the tactile force action that advances along the circumferential direction of the grip part by rotating both ends of the action part in synchronization is generated. The tactile force sense action by the change of the diameter of an action part is generated by making the both ends of an action part into mutually different rotation states, and twisting an action part.
螺旋形状の作用部として弾性を有するコイルばねを採用すると、作用部の両端を同調して回転させて触力覚的作用を発生させるだけでなく、コイルばねを絞る方向に捻る動作によって作用部の径を縮小したり、緩める方向に捻る動作によって作用部の径を増大させたりできる。このように、作用部を捻る動作による径の変化を利用して触力覚的作用を与えるように構成することで、作用部を一方向に回転させて生じる触力覚的作用とは異なる感触を運転者に与えることができ、バリエーションに富んだ触力覚情報を提示できる。 When a coil spring having elasticity is used as the spiral-shaped action part, not only the both ends of the action part are rotated in synchronism to generate a tactile sensation, but also the action part is twisted in the direction of squeezing the coil spring. The diameter of the action part can be increased by reducing the diameter or twisting in the loosening direction. In this way, by configuring the haptic action using the change in diameter caused by the action of twisting the action part, the touch is different from the haptic action generated by rotating the action part in one direction. Can be given to the driver, and haptic information rich in variations can be presented.
つぎに、請求項3に記載の情報提示装置は、以下の特徴を有する。触力覚的作用付与手段は、作用部に加え、把持部の内部に設けられ、回転する作用部の螺旋形状の周回軌道において作用部と接触し、作用部の変位に沿って変位することで運転者の手に触力覚的作用を与える複数のロッドが把持部の周方向に列状に配列したロッド列を更に備える。 Next, the information presentation apparatus according to claim 3 has the following characteristics. In addition to the action part, the tactile force imparting means is provided inside the grip part, contacts the action part in the spiral orbit of the rotating action part, and is displaced along the displacement of the action part. It further includes a rod row in which a plurality of rods that give a tactile force to the driver's hand are arranged in a row in the circumferential direction of the gripping portion.
このように構成された本発明によれば、螺旋形状の作用部によって複数のロッドに変位を与えるという構成にて情報提示が可能である。また、複数のロッドは、駆動手段によって回転する作用部によって一括して駆動することができるので、個々のロッドにそれぞれモータ等の駆動手段を設ける必要がない。このような構成によれば、ステアリングホイールの広い範囲で触力覚情報を提示可能にする場合でも、その規模に応じてロッドの個数を増やしたり作用部を長くすればよく、作用部を駆動する駆動手段の数をそれ以上増やす必要はない。そのため、製造コストを低く抑えることができ、有利である。 According to the present invention configured as described above, information can be presented with a configuration in which a displacement is applied to a plurality of rods by a spiral-shaped action portion. Further, since the plurality of rods can be collectively driven by the action portion rotated by the driving means, it is not necessary to provide driving means such as a motor for each rod. According to such a configuration, even when tactile sensation information can be presented over a wide range of the steering wheel, the number of rods or the length of the action portion may be increased according to the scale, and the action portion is driven. There is no need to increase the number of driving means further. Therefore, the manufacturing cost can be kept low, which is advantageous.
また、作用部の回転によって進行する螺旋形状の変位を利用することで、列状に配列するロッドが螺旋形状の変位方向に沿って所定の時間差で連鎖して作動するので、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用が一方向に進行するような方向性を持った触力覚情報を提示できる。 In addition, by utilizing the helical displacement that progresses due to the rotation of the action portion, the rods arranged in a row operate in a chain with a predetermined time difference along the displacement direction of the helical shape. It is possible to present haptic information having a direction such that a haptic action that occurs in one direction proceeds in one direction.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は下記の実施形態に何ら限定されるものではなく様々な態様にて実施することが可能である。
[システム構成]
実施形態の情報提示装置のシステム構成について、図1を参照しながら説明する。この情報提示装置は、車両に搭載されるもので、運転者が操作するステアリングホイール50を介して車両の状態に関する情報を運転者に対して提示する。情報の提示は、ステアリングホイール50を握る運転者の手に触力覚的作用により示される触力覚情報を与えることで行われる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment at all, and can be implemented in various aspects.
[System configuration]
The system configuration of the information presentation apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIG. This information presentation device is mounted on a vehicle and presents information related to the state of the vehicle to the driver via a steering wheel 50 operated by the driver. The presentation of information is performed by giving haptic information indicated by a haptic action to the driver's hand holding the steering wheel 50.
情報提示装置は、システム構成として、車両内外センサ10と、車両状態検出部20と、支援情報生成部30と、触力覚情報提示部40とを備える。
車両内外センサ10は、運転者に提示する情報を生成するのに必要な車両内外の各種状態を検知するためのセンサ類である。その内容としては、例えば、周辺車両との距離を計測する距離センサ、自車両の速度を計測する速度センサ、ステアリングの舵角を計測する舵角センサ、アクセルの操作量を検知するアクセルセンサ、ブレーキの操作量を検知するブレーキセンサ、車両の加速度を検知する加速度センサ、車線を検知する車線検知センサ等が挙げられるが、どのようなセンサを採用するかについては任意の設計事項である。
The information presentation device includes a vehicle inside / outside sensor 10, a vehicle state detection unit 20, a support information generation unit 30, and a haptic information presentation unit 40 as a system configuration.
The vehicle inside / outside sensor 10 is a sensor for detecting various states inside and outside the vehicle necessary for generating information to be presented to the driver. The contents include, for example, a distance sensor that measures the distance to the surrounding vehicle, a speed sensor that measures the speed of the host vehicle, a rudder angle sensor that measures the steering angle of the steering, an accelerator sensor that detects the amount of operation of the accelerator, a brake There are a brake sensor that detects the operation amount of the vehicle, an acceleration sensor that detects the acceleration of the vehicle, a lane detection sensor that detects the lane, etc., and what kind of sensor is used is an arbitrary design matter.
車両状態検出部20及び支援情報生成部30は、CPU,ROM,RAM,I/O等を備えた周知の情報処理装置(例えば、マイクロコンピュータ)として構成されている。車両状態検出部20は、車両内外センサ10から入力された各種検知情報に基づいて、自車両の状態(車両の走行状態や各装置の状態、周辺車両状況等)を検出し、その検出結果を支援情報生成部30に入力する。 The vehicle state detection unit 20 and the support information generation unit 30 are configured as a known information processing apparatus (for example, a microcomputer) including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O, and the like. The vehicle state detection unit 20 detects the state of the host vehicle (the running state of the vehicle, the state of each device, the surrounding vehicle state, etc.) based on various detection information input from the vehicle inside / outside sensor 10, and the detection result is obtained. The information is input to the support information generation unit 30.
支援情報生成部30は、車両状態検出部20から入力された検出結果に応じて、触力覚情報提示部40において提示する情報内容を生成し、その情報内容を触力覚情報提示部40に入力する。生成する情報内容の一例としては、車両状態に基づいて加速や減速等の速度調整を要する状況であると判断した場合には、加速あるいは減速指示情報を生成し、左右へのステアリング操作を要する状況であると判断した場合には、左転回あるいは右転回指示情報を生成し、何らかの異常を報知する場合や注意喚起を必要とする状況であると判断した場合には、異常報知情報や注意喚起情報を生成する。その他、どのような情報内容を生成するかについては任意の設計事項である。 The support information generation unit 30 generates information content to be presented in the haptic information presentation unit 40 according to the detection result input from the vehicle state detection unit 20, and the information content is sent to the haptic information presentation unit 40. input. As an example of the information content to be generated, if it is determined that speed adjustment such as acceleration or deceleration is necessary based on the vehicle state, information on acceleration or deceleration instruction is generated and steering operation to the left or right is required If it is determined that it is, the left turn or right turn instruction information is generated, and if any abnormality is notified or it is determined that the situation requires attention, the abnormality notification information or the alert information Is generated. In addition, what information content is generated is an arbitrary design matter.
触力覚情報提示部40は、車両の操舵装置を構成するステアリングホイール50の内部に設置され、ステアリングホイール50を把持する運転者の手に作用する触力覚情報を発生する。触力覚情報提示部40は、触力覚的作用付与部41、駆動部42、及び、それらの駆動を制御する制御部からなる。 The haptic information presentation unit 40 is installed inside the steering wheel 50 that constitutes the vehicle steering device, and generates haptic information that acts on the driver's hand holding the steering wheel 50. The haptic information presentation unit 40 includes a haptic effect imparting unit 41, a driving unit 42, and a control unit that controls driving thereof.
触力覚情報提示部40の各部が組込まれるステアリングホイール50は、運転者が把持するための外周部分を構成する環状のホイール部51と、ステアリングホイールの基部となるボス部53と、ホイール部51をボス部53に接続するスポーク部52からなる。このうち、ホイール部51のおよそ右側半分の範囲にあたる右把持部の内部と、およそ左側半分の範囲にあたる左把持部の内部のそれぞれ箇所に、触力覚的作用付与部41及び駆動部42のセットが個別に設けられている。 A steering wheel 50 into which each part of the haptic information presentation unit 40 is incorporated includes an annular wheel part 51 that forms an outer peripheral part for a driver to hold, a boss part 53 that serves as a base part of the steering wheel, and a wheel part 51. The spoke portion 52 connects the boss portion 53 to the boss portion 53. Among these, a set of the tactile force application unit 41 and the drive unit 42 is set in each of the inside of the right gripping part corresponding to the range of the right half of the wheel 51 and the inside of the left gripping part corresponding to the range of the left half. Are provided separately.
触力覚的作用付与部41は、ホイール部51の各把持部の周方向に沿って延設された細長い螺旋形状を有する部材からなり、その両端のうち上側の一端が螺旋軸周りに回転自在に支持され、下側の一端が駆動部42に接続されている。この触力覚的作用付与部41は、駆動部42から駆動されることにより把持部の周方向に沿って伸びる螺旋形状の中心軸(螺旋軸)を中心にその場で回転し、その回転面上に生じる螺旋部分の変位によって運転者の手に触力覚的作用を与える。螺旋形状を有する触力覚的作用付与部41が回転すると、あたかも螺旋部分が上昇あるいは下降するように変位する。さらに、一定方向に回転を継続することで無限に変位を進行させることができる。これにより、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用が一方向に進行するような方向性を持った触力覚情報を提示する。 The tactile sensation action imparting portion 41 is made of a member having an elongated spiral shape extending along the circumferential direction of each gripping portion of the wheel portion 51, and one of the upper ends thereof is rotatable around the spiral axis. The lower end is connected to the drive unit 42. The tactile force sensation action imparting portion 41 is rotated on the spot around a spiral central axis (spiral axis) that extends along the circumferential direction of the gripping portion when driven by the drive portion 42, and its rotation surface Displacement of the spiral portion generated above gives a tactile sensation to the driver's hand. When the tactile force sense action imparting portion 41 having a spiral shape is rotated, it is displaced as if the spiral portion is raised or lowered. Furthermore, the displacement can be advanced infinitely by continuing the rotation in a certain direction. As a result, haptic information having directionality such that the haptic action generated in the driver's fist advances in one direction is presented.
駆動部42は、左右の把持部にそれぞれ設けられた触力覚的作用付与部41に対して1つずつ設けられており、モータ等の駆動力により触力覚的作用付与部41の全体を螺旋軸周りに回転させる。これにより、触力覚的作用付与部41に形成されている螺旋部分を1つの駆動手段で一斉に変位させることができるようになっている。また、駆動部42は、触力覚的作用付与部41を時計回りと反時計回りの任意の方向に回転させることができるようになっている。これにより、触力覚的作用付与部41の螺旋部分によって生じる触力覚的作用の進行方向を、図面上に示す下から上へ向かう方向と上から下へ向かう方向とで切替可能となっている。 One drive unit 42 is provided for each of the tactile force sense application units 41 provided in the left and right grips, and the entire tactile force sense application unit 41 is driven by a driving force of a motor or the like. Rotate around the spiral axis. Thereby, the spiral part currently formed in the tactile force sense action provision part 41 can be displaced all at once by one drive means. In addition, the drive unit 42 can rotate the tactile sensation action imparting unit 41 in any direction clockwise and counterclockwise. Thereby, the progress direction of the haptic action generated by the spiral portion of the haptic action imparting section 41 can be switched between the direction from the bottom to the top and the direction from the top to the bottom as shown in the drawing. Yes.
触力覚情報提示部40の制御部は、支援情報生成部30から入力された情報内容に応じて駆動部42を作動させるための作動信号を生成し、駆動部42に入力する電子回路部品である。駆動部42は、駆動制御部から入力された作動信号に従って作動する。また、提示する情報内容によっては、車両に搭載された表示装置や音声出力装置による運転支援情報の提示を行うための制御信号を出力し、表示や音声出力による情報提示を行う。 The control unit of the haptic information presentation unit 40 is an electronic circuit component that generates an operation signal for operating the drive unit 42 according to the information content input from the support information generation unit 30 and inputs the operation signal to the drive unit 42. is there. The drive unit 42 operates according to an operation signal input from the drive control unit. Further, depending on the information content to be presented, a control signal for presenting driving support information by a display device or a sound output device mounted on the vehicle is output, and information is presented by display or sound output.
[触力覚的作用付与部41の詳細な説明]
つぎに、ホイール部51に設けられる触力覚的作用付与部41の詳細な構造について、図2を参照しながら説明する。図2は、ホイール部51の内部構造を示す断面図と、ホイール部51に内蔵される触力覚的作用付与部41の外観を示す斜視図である。
[Detailed description of the tactile sensation action imparting unit 41]
Next, the detailed structure of the haptic effect imparting portion 41 provided in the wheel portion 51 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the wheel unit 51 and a perspective view showing the external appearance of the tactile force application unit 41 built in the wheel unit 51.
図2のZ−Z断面図に示すとおり、ホイール部51の芯材となる環状円筒形状のホイール本体511の外周側には、触力覚的作用付与部41を収納するための溝孔512がホイール部51の周方向に沿って設けられている。触力覚的作用付与部41は、この溝孔512に収納される形でホイール部51の各把持部の周方向に沿って延設されている。 As shown in the ZZ cross-sectional view of FIG. 2, a slot 512 for accommodating the tactile sensation action imparting portion 41 is provided on the outer peripheral side of the annular cylindrical wheel main body 511 serving as a core material of the wheel portion 51. It is provided along the circumferential direction of the wheel portion 51. The tactile sensation action imparting portion 41 is extended along the circumferential direction of each gripping portion of the wheel portion 51 so as to be accommodated in the slot 512.
この触力覚的作用付与部41は、弾力性に富んだ円形断面の索状の軸部43と、軸部43の表面に螺旋状に配列する多数の突起45とを備えた構造を有する。触力覚的作用付与部41が軸部43の中心軸に相当する螺旋軸を中心に回転することで、多数の突起45からなる突起列があたかも一方向に向かって進行するように変位し、これにより把持部を握っている運転者の手に触力覚的作用を及ぼす。また、触力覚的作用付与部41が一定方向に継続して回転し続けることで、螺旋形状の突起列が一方向に進行するような変位が無限に継続し、連続的な触力覚的作用を発生する。 The tactile sensation action imparting portion 41 has a structure including a cord-shaped shaft portion 43 having a circular cross section rich in elasticity and a large number of protrusions 45 arranged in a spiral on the surface of the shaft portion 43. The tactile force imparting action imparting portion 41 rotates about a spiral axis corresponding to the central axis of the shaft portion 43, so that the projection row composed of a large number of projections 45 is displaced so as to advance in one direction, This exerts a tactile sensation on the driver's hand holding the grip. Further, as the tactile force sense action imparting unit 41 continues to rotate in a certain direction, the displacement such that the spiral projection row advances in one direction continues indefinitely, and the continuous tactile force sense Produces an effect.
なお、ホイール部51の表面には、ホイール本体511に収納された触力覚的作用付与部41と一緒にホイール本体511全体を覆うカバー513が設けられている。このカバー513は、適度な柔軟性を有しており、触力覚的作用付与部41の回転面上で変位する突起45に押圧されるのに合わせて変形することで、触力覚的作用付与部41により生じる触力覚的作用を運転者の手に伝達する。 A cover 513 that covers the entire wheel body 511 is provided on the surface of the wheel part 51 together with the haptic effect imparting part 41 housed in the wheel body 511. The cover 513 has moderate flexibility, and is deformed in accordance with being pressed by the protrusion 45 that is displaced on the rotation surface of the tactile force imparting portion 41, so that the tactile force sense action is obtained. The tactile force sensation produced by the imparting unit 41 is transmitted to the driver's hand.
つぎに、触力覚的作用付与部41の形状のバリエーションについて、図3を参照しながら説明する。
図3(a)は、触力覚的作用付与部41の一例として、軸部43の表面に螺旋状のねじ山47を設けた構成を示す。この触力覚的作用付与部41が螺旋軸を中心に回転することで、軸部43の表面に形成されたねじ山47が一方向に進行するように変位し、運転者の手に触力覚的作用を及ぼす。また、触力覚的作用付与部41が一定方向に継続して回転し続けることで、螺旋形状のねじ山47が一方向に進行するような変位が無限に継続し、連続的な触力覚的作用を発生する。
Next, variations in the shape of the haptic effect imparting unit 41 will be described with reference to FIG.
FIG. 3A shows a configuration in which a spiral thread 47 is provided on the surface of the shaft portion 43 as an example of the tactile sensation action imparting portion 41. By rotating the tactile force sense action imparting portion 41 around the spiral axis, the thread 47 formed on the surface of the shaft portion 43 is displaced so as to advance in one direction, and the tactile force is applied to the driver's hand. Exerts conscious effects. Further, the tactile force sense action imparting unit 41 continues to rotate in a certain direction, and thus the displacement such that the spiral thread 47 advances in one direction continues indefinitely, and a continuous tactile force sense. Cause an effect.
図3(b)は、触力覚的作用付与部41の一例として、弾力性を有するコイルばね49を採用した構成を示す。コイルばね49からなる触力覚的作用付与部41が螺旋軸を中心に回転することで、コイルばね49の螺旋部分が一方向に進行するように変位し、運転者の手に触力覚的作用を及ぼす。また、触力覚的作用付与部41が一定方向に継続して回転し続けることで、コイルばね49の螺旋部分が一方向に進行するような変位が無限に継続し、連続的な触力覚的作用を発生する。 FIG. 3B shows a configuration in which a coil spring 49 having elasticity is employed as an example of the tactile sensation action imparting portion 41. When the tactile force sense action imparting portion 41 formed of the coil spring 49 rotates around the spiral axis, the spiral portion of the coil spring 49 is displaced so as to advance in one direction, and the tactile force sense is applied to the driver's hand. Has an effect. In addition, since the tactile force sense action imparting unit 41 continues to rotate in a certain direction, the displacement of the spiral portion of the coil spring 49 progressing in one direction continues indefinitely, and a continuous tactile force sense. Cause an effect.
[情報提示内容のバリエーション]
触力覚情報提示部40において、触力覚的作用付与部41の回転方向を切替えることによって触力覚的作用の進行方向を切替えられることについては既に説明したとおりである。そこで、触力覚的作用の進行方向の組合せにより実現可能な情報提示内容のバリエーションについて、図4を参照しながら説明する。
[Variations of information presentation contents]
As described above, in the haptic information presentation unit 40, the direction of travel of the haptic effect can be switched by switching the rotation direction of the haptic effect applying unit 41. Therefore, a variation of information presentation contents that can be realized by a combination of traveling directions of haptic effects will be described with reference to FIG.
図4(a)に示す事例は、ステアリングホイール50の左側把持部において図面上に示す下から上に向けて進行する(すなわち時計回り)触力覚的作用を発生させ、右側把持部において下から上に向けて進行する(すなわち反時計回り)触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して前に進むような感覚を想起させることができる。そこで、例えば、加速や前進等を促す旨の指示といった、車両を前に進ませることに関する情報提示を行うことができる。 In the example shown in FIG. 4A, a tactile force sensation that proceeds from the bottom to the top shown in the drawing (ie, clockwise) is generated in the left grip portion of the steering wheel 50, and the right grip portion from below. This is information presentation content that generates a haptic effect that progresses upward (ie, counterclockwise). According to such information presentation content, it is possible to remind the driver of a sense of going forward through the left and right grips. Therefore, for example, it is possible to present information related to moving the vehicle forward, such as an instruction for prompting acceleration or advancement.
図4(b)に示す事例は、ステアリングホイール50の左側把持部において図面上に示す上から下に向けて進行する(すなわち反時計回り)触力覚的作用を発生させ、右側把持部において上から下に向けて進行する(すなわち時計回り)触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して後に下がるような感覚を想起させることができる。そこで、例えば、減速や停止、あるいは後退等を促す旨の指示といった、車両の前進を抑制することに関する情報提示を行うことができる。 In the case shown in FIG. 4B, the left gripping portion of the steering wheel 50 generates a haptic action that proceeds from the top to the bottom as shown in the drawing (ie, counterclockwise), and the right gripping portion This is information presentation content that generates a tactile sensation action that progresses downward (ie, clockwise). According to such information presentation content, it is possible to remind the driver of a feeling of lowering through the left and right grips. Therefore, for example, it is possible to present information related to suppressing the forward movement of the vehicle, such as an instruction for prompting deceleration, stop, or reverse.
図4(c)に示す事例は、ステアリングホイール50の左側把持部において図面上に示す下から上に向けて進行する(すなわち時計回り)触力覚的作用を発生させ、右側把持部において上から下に向けて進行する(すなわち時計回り)触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して時計回りに回る、すなわち右方向に曲がるような感覚を想起させることができる。そこで、例えば、右転回や右方向への進路変更等を促す旨の指示といった、右方向に操舵することに関する情報提示を行うことができる。 In the example shown in FIG. 4C, a tactile force effect that proceeds from the bottom to the top shown in the drawing (that is, clockwise) is generated in the left grip portion of the steering wheel 50, and the right grip portion is viewed from above. This is information presentation content that generates a haptic effect that proceeds downward (ie, clockwise). According to such information presentation content, it is possible to recall a sense of turning clockwise, that is, turning rightward, with respect to the driver via the left and right grips. Therefore, for example, it is possible to present information related to steering in the right direction, such as an instruction for prompting the user to turn right or change the course to the right.
図4(d)に示す事例は、ステアリングホイール50の左側把持部において図面上に示す上から下に向けて進行する(すなわち反時計回り)触力覚的作用を発生させ、右側把持部において下から上に向けて進行する(すなわち反時計回り)触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して反時計回りに回る、すなわち左方向に曲がるような感覚を想起させることができる。そこで、例えば、左転回や左方向への進路変更等を促す旨の指示といった、左方向に操舵することに関する情報提示を行うことができる。 In the example shown in FIG. 4D, a tactile force sensation that proceeds from the top to the bottom as shown in the drawing (ie, counterclockwise) is generated in the left grip portion of the steering wheel 50, and the bottom grip portion in the right grip portion. This is information presentation content that generates a tactile sensation action that progresses upward (ie, counterclockwise). According to such information presentation content, it is possible to recall a sense of turning counterclockwise, that is, turning leftward, with respect to the driver via the left and right grips. Therefore, for example, it is possible to present information related to steering to the left, such as an instruction to urge the user to turn left or change the course to the left.
図4(e)に示す事例は、ステアリングホイール50の左右両方の把持部において、上下に細かく振動する触力覚的作用を発生させる情報提示内容である。このような情報提示内容によれば、左右の把持部を介して運転者に対して強い注意を喚起させることができる。そこで、例えば、何らかの異常や危険、注意すべき対象の存在を知らせる等、注意喚起に関する情報提示を行うことができる。 The example shown in FIG. 4 (e) is information presentation content that generates a tactile sensation effect that vibrates in the vertical direction in both the left and right grips of the steering wheel 50. According to such information presentation content, it is possible to alert the driver with strong attention through the left and right grips. Therefore, for example, it is possible to present information related to alerting such as notifying some abnormality or danger, or the presence of a target to be noted.
[触力覚的作用の発生方法のバリエーション]
つぎに、触力覚的作用付与部41をコイルばねで構成した場合における触力覚的作用の発生方法のバリエーションについて、図5を参照しながら説明する。
[Variation of generation method of haptic action]
Next, a variation of the method for generating a haptic effect when the haptic effect imparting section 41 is constituted by a coil spring will be described with reference to FIG.
図5(a)は、弾力性を有するコイルばねで構成された触力覚的作用付与部41の両端にそれぞれ駆動部42を設けた構成を示している。これにより、触力覚的作用付与部41の上端側と下端側とで回転方向を独立して制御できるようになる。 FIG. 5A shows a configuration in which drive units 42 are provided at both ends of the tactile force sensation applying unit 41 formed of a coil spring having elasticity. As a result, the rotational direction can be independently controlled on the upper end side and the lower end side of the haptic effect applying unit 41.
そして、図5(b)に示すように、触力覚的作用付与部41の両端を同じ方向に同調して回転させることで、触力覚的作用付与部41の長手方向、すなわちホイール部51の周方向に沿った方向に進行する触力覚的作用を発生させることができる。また、回転方向を逆方向に切替えることで、触力覚的作用の進行方向を切替えることができる。 And as shown in FIG.5 (b), the both ends of the tactile force sense provision part 41 are rotated in synchronization with the same direction, The longitudinal direction of the tactile sense action provision part 41, ie, the wheel part 51, is rotated. It is possible to generate a haptic effect that proceeds in a direction along the circumferential direction. Moreover, the advancing direction of a tactile force action can be switched by switching the rotation direction to the reverse direction.
一方、図5(c)に示すように、触力覚的作用付与部41の両端を互いに異なる方向に回転させて、コイルばねを絞る方向に捻る動作によってコイルばねの径を縮小したり、緩める方向に捻る動作によってコイルばねの径を増大させたりできる。このように、コイルばね捻ることで生じる径の変化を利用することで、触力覚的作用付与部41の径方向に振動する触力覚的作用を発生させることができ、触力覚的作用付与部41を一方向に回転させた場合に生じる触力覚的作用とは異なる感触を運転者に与えることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 5C, the diameter of the coil spring is reduced or loosened by rotating both ends of the tactile force applying portion 41 in different directions and twisting the coil spring in the direction to squeeze the coil spring. The diameter of the coil spring can be increased by a twisting operation in the direction. Thus, by utilizing the change in diameter caused by twisting the coil spring, a tactile force sensation that vibrates in the radial direction of the tactile force sense imparting portion 41 can be generated. It is possible to give the driver a feel different from the tactile sensation effect that occurs when the imparting unit 41 is rotated in one direction.
[ステアリングホイールの把持位置を特定する方法について]
つぎに、触力覚情報提示部40によって運転者がステアリングホイール50を握っている位置(把持位置)を特定する方法について、図6を参照しながら説明する。
[How to identify the gripping position of the steering wheel]
Next, a method for specifying the position (gripping position) where the driver is holding the steering wheel 50 by the haptic information presentation unit 40 will be described with reference to FIG.
触力覚的作用付与部41が組込まれたホイール部51を運転者が握ると、その把持位置にかかる握力によって触力覚的作用付与部41の回転に摩擦抵抗が生じる。触力覚的作用付与部41の一部に負荷がかかると、その場所に応じて触力覚的作用付与部41が回転する際の回転負荷やねじり振動が変動し、運転者の手に与える感触がその時々で一定でなくなる場合がある。 When the driver grips the wheel portion 51 in which the haptic effect imparting portion 41 is incorporated, a frictional resistance is generated in the rotation of the haptic effect imparting portion 41 due to the gripping force applied to the grip position. When a load is applied to a part of the haptic effect imparting section 41, the rotational load or torsional vibration when the haptic effect imparting section 41 rotates according to the location varies and is given to the driver's hand. The feel may not be constant from time to time.
図6(a)に示すように、運転者による把持位置が触力覚的作用付与部41の中央である場合、この把持位置を境界にした触力覚的作用付与部41の上部分の弾性係数k1と、下部分の弾性係数k2とがほぼ同じ大きさになる。一方、図6(b)に示すように、運転者による把持位置が触力覚的作用付与部41の上部である場合、この把持位置を境界にした触力覚的作用付与部41の上部分の弾性係数k1´と、下部分の弾性係数k2´とを比較すると、k1´>k2´となる。このように、ホイール部51における把持位置と、その把持位置を境界とする触力覚的作用付与部41の上下部分の弾性係数の大小関係との間には相関関係がある。 As shown in FIG. 6A, when the gripping position by the driver is the center of the haptic effect applying unit 41, the elasticity of the upper part of the haptic effect applying unit 41 with the gripping position as a boundary. The coefficient k1 and the elastic modulus k2 of the lower part are almost the same size. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the gripping position by the driver is an upper part of the haptic effect applying unit 41, the upper part of the haptic effect applying unit 41 with the gripping position as a boundary. When the elastic coefficient k1 ′ and the lower elastic modulus k2 ′ are compared, k1 ′> k2 ′. Thus, there is a correlation between the gripping position of the wheel unit 51 and the magnitude relationship between the elastic coefficients of the upper and lower parts of the haptic effect applying unit 41 with the gripping position as a boundary.
そこで、触力覚的作用付与部41における回転負荷やねじり振動数等といった弾性係数と相関性のある特性を検出することで、ホイール部51における把持位置を特定するように構成する。具体的には、触力覚的作用付与部41の両端にそれぞれ設けた駆動部42の回転部分にロータリーエンコーダやトルクセンサを備え、運転者がホイール部51を把持している状態で両方の駆動部42で触力覚的作用付与部41を回転させたときの回転負荷やねじり振動をそれぞれの駆動部42で検出する。そして、その検出結果に基づいて触力覚情報提示部40の制御部において、触力覚的作用付与部41の上部分における回転負荷やねじり振動数と、下部分における回転負荷やねじり振動数との変動度合を算出し、運転者による把持位置を特定する。 Therefore, the grip position in the wheel unit 51 is specified by detecting a characteristic having a correlation with an elastic coefficient such as a rotational load or a torsional frequency in the tactile force application unit 41. Specifically, a rotary encoder and a torque sensor are provided at the rotating parts of the drive unit 42 provided at both ends of the tactile force applying unit 41, and both driving are performed while the driver is holding the wheel unit 51. Each drive unit 42 detects a rotational load and torsional vibration when the tactile force sense applying unit 41 is rotated by the unit 42. Based on the detection result, in the control unit of the haptic information presentation unit 40, the rotational load and torsional frequency in the upper part of the haptic effect imparting unit 41, and the rotational load and torsional frequency in the lower part Is calculated, and the grip position by the driver is specified.
ホイール部51における運転者の把持位置を特定することで、触力覚情報提示部40の制御部は、把持位置の違いによる触力覚的作用付与部41回転負荷やねじり振動数の変動を是正し、運転者の手に与える触力覚的作用を一定とするように、触力覚的作用付与部41の両端の駆動部42の回転速度や回転トルクを調整する。 By identifying the grip position of the driver in the wheel section 51, the control section of the haptic information presentation section 40 corrects fluctuations in the rotational load and torsional frequency due to the haptic action imparting section 41 due to the difference in the grip position. Then, the rotational speed and rotational torque of the drive units 42 at both ends of the haptic effect applying unit 41 are adjusted so that the haptic effect applied to the driver's hand is constant.
さらに、ホイール部51における運転者の把持位置を特定した結果を利用して、触力覚的情報とは別の情報提示を行うように構成してもよい。運転者がホイール部51を握っている位置が分かると、例えば、ステアリングホイール50を回そうとしているか否かといったことや、適切な運転姿勢であるか否かといった運転者の運転行動をある程度推測できる。そこで、触力覚情報提示部40の制御部は、特定した把持位置に対応した運転行動に関する運転支援情報(例えば、操作指示や注意喚起等)を生成し、その生成した運転支援情報を、車両に搭載された表示装置や音声出力装置を用いて運転者に提示する。 Furthermore, it may be configured to present information different from the tactile sensation information using the result of specifying the grip position of the driver in the wheel unit 51. If the position where the driver is holding the wheel unit 51 is known, for example, the driver's driving behavior such as whether or not the steering wheel 50 is about to be rotated and whether or not the driver is in an appropriate driving posture can be estimated to some extent. . Therefore, the control unit of the haptic information presentation unit 40 generates driving support information (for example, an operation instruction or alert) related to the driving action corresponding to the specified gripping position, and the generated driving support information is It is presented to the driver using a display device and a sound output device mounted on the vehicle.
[効果]
上記実施形態の情報提示装置によれば、以下の効果を奏する。
ホイール部51の周方向に沿って延設された螺旋状の触力覚的作用付与部41を回転させるという簡素な構成にて情報提示が可能である。また、触力覚的作用付与部41は、1ないし2つ(両端に設ける場合)の駆動部42によって駆動することができる。このような構成によれば、ホイール部51の広い範囲で触力覚情報を提示可能にする場合でも、その規模に応じて触力覚的作用付与部41が延設される範囲を大きくすればよく駆動部42の数をそれ以上増やす必要はない。そのため、製造コストを低く抑えることができ、有利である。
[effect]
According to the information presentation device of the above embodiment, the following effects can be obtained.
Information can be presented with a simple configuration in which the spiral tactile force sense action imparting portion 41 extending along the circumferential direction of the wheel portion 51 is rotated. Further, the tactile sensation action imparting unit 41 can be driven by one or two (when provided at both ends) driving units 42. According to such a configuration, even when the tactile sensation information can be presented in a wide range of the wheel unit 51, if the range in which the tactile sensation action imparting unit 41 is extended according to the scale is increased. It is not necessary to increase the number of driving units 42 any more. Therefore, the manufacturing cost can be kept low, which is advantageous.
回転する螺旋部分の変位によって生じる触力覚的作用により方向性を持った触力覚情報を提示できるという利点を活かし、例えば、ステアリングホイールを握る拳の小指側(下側)から親指側(上側)へ向けて登っていくような感触や、逆に親指側(上側)から小指側(下側)へと下がっていくような感触、あるいは、上下に振動する感触等を使い分けて、様々な内容の情報を提示できる。 Taking advantage of the fact that haptic information with directionality can be presented by the haptic action caused by the displacement of the rotating spiral part, for example, from the little finger side (lower side) of the fist holding the steering wheel to the thumb side (upper side) ), The feeling of climbing towards the head, the feeling of descending from the thumb side (upper side) to the little finger side (lower side), or the feeling of vibrating up and down. Information can be presented.
ホイール部51における右手側の把持部と左手側の把持部との2箇所にそれぞれ独立して触力覚的作用付与部41及び駆動部42を設けたことで、左右の把持部で独立して触力覚情報の提示パターンを切替えることができる。これにより、単独で触力覚情報の提示を行う場合より、更にバリエーションに富んだ情報提示を行うことができる。 By providing the tactile force application unit 41 and the drive unit 42 independently at two locations, the right-hand side grip portion and the left-hand side grip portion in the wheel portion 51, the left and right grip portions can independently The presentation pattern of haptic information can be switched. This makes it possible to present information that is more varied than when haptic information is presented alone.
触力覚的作用付与部41を回転させたときの回転負荷やねじり振動数の変動度合に基づいてホイール部51における把持位置を特定し、その特定した把持位置を駆動部42の回転トルクや回転速度に反映することで、運転者の手に与える触力覚的作用が一定とすることができる。さらに、ホイール部51における把持位置に対応した運転行動に関する情報提供(例えば、操作指示や注意喚起等)を行うようにすることで、運転者の運転行動を支援できる。 Based on the rotational load and the degree of fluctuation of the torsional frequency when the tactile force application unit 41 is rotated, the gripping position in the wheel unit 51 is specified, and the specified gripping position is determined based on the rotational torque and rotation of the driving unit 42. By reflecting the speed, the haptic action applied to the driver's hand can be made constant. Furthermore, by providing information related to the driving behavior corresponding to the gripping position in the wheel unit 51 (for example, an operation instruction or alerting), the driving behavior of the driver can be supported.
触力覚的作用付与部41としてコイルばねを採用した場合、コイルばねを捻る動作によって生じるコイルばねの径の変化を利用して触力覚的作用を与えることができる。これにより、触力覚的作用付与部41を一方向に回転させて生じる触力覚的作用とは異なる感触を運転者に与えることができ、バリエーションに富んだ触力覚情報を提示できる。 When a coil spring is employed as the tactile force sense action imparting portion 41, a tactile force sense action can be imparted by utilizing a change in the diameter of the coil spring caused by the action of twisting the coil spring. Thereby, the driver can be given a feel different from the tactile sensation effect produced by rotating the haptic effect imparting section 41 in one direction, and the haptic information rich in variations can be presented.
[別実施形態]
上記実施形態では、触力覚的作用付与部41の回転面上に設けられた螺旋部分によって直接運転者の手に触力覚的作用を与える構成について説明した。これに対し、回転する螺旋状体よって駆動されるロッドを介して運転者の手に触力覚的作用を与えるような構成であってもよい。このような構成について、図7を参照しながら説明する。
[Another embodiment]
In the above-described embodiment, the configuration in which the tactile force sense action is directly applied to the driver's hand by the spiral portion provided on the rotation surface of the tactile force sense effect imparting section 41 has been described. On the other hand, the structure which gives a tactile force effect to a driver | operator's hand through the rod driven by the rotating spiral body may be sufficient. Such a configuration will be described with reference to FIG.
図7の(a)は、ロッド列を備える触力覚的作用付与部41の斜視図であり、(b)は、前記斜視図におけるA方向矢視図であり、(c)は、ロッド列を備える触力覚的作用付与部41を内蔵するホイール部51の内部構造を示す断面図である。 (A) of FIG. 7 is a perspective view of the tactile force sensation action imparting portion 41 having a rod row, (b) is a view in the direction of arrow A in the perspective view, and (c) is a rod row. It is sectional drawing which shows the internal structure of the wheel part 51 which incorporates the tactile-force effect | action provision part 41 provided with.
図7(a)に示すとおり、ロッド列を備える触力覚的作用付与部41は、円形断面の索状の軸部43と、軸部43の表面に螺旋状に配列する多数の突起45とを備えた構造に、更に、長手方向に沿って可動する複数の棒状のロッド44が一定間隔で列状に配列したロッド列を、軸部43に隣接して設置した構造を有する。 As shown in FIG. 7 (a), the tactile sensation acting imparting portion 41 including the rod row includes a cord-shaped shaft portion 43 having a circular cross section, and a large number of protrusions 45 arranged in a spiral on the surface of the shaft portion 43. Further, a rod row in which a plurality of rod-like rods 44 that are movable along the longitudinal direction are arranged in a row at regular intervals is provided adjacent to the shaft portion 43.
ロッド44は、図7(c)に示すとおり、螺旋状の突起45を有する軸部43を収納するためにホイール本体511に設けられた溝孔512内部からホイール本体511の表面へと貫通するように、長手(軸線)方向に埋めこまれており、例えば弾性体によりロッド44の軸線方向に往復移動可能なようにホイール本体511に支持されている。各ロッド44は、その後端が軸部43の円周面上で回転する突起45の周回軌道に当たるように位置しており、かつ、無荷重の状態で先端がホイール本体511の表面とほぼ面一になる位置に停止するように取付けられる。 The rod 44 penetrates from the inside of the slot 512 provided in the wheel main body 511 to the surface of the wheel main body 511 so as to accommodate the shaft portion 43 having the spiral protrusion 45 as shown in FIG. Embedded in the longitudinal (axial) direction, and supported by the wheel body 511 so as to be reciprocally movable in the axial direction of the rod 44 by an elastic body, for example. Each rod 44 is positioned so that the rear end thereof is in contact with the circular orbit of the protrusion 45 rotating on the circumferential surface of the shaft portion 43, and the tip is substantially flush with the surface of the wheel body 511 in a no-load state. Mounted to stop at the position where it becomes.
図7(b)に示すとおり、螺旋状の突起45を有する軸部43が螺旋軸周りに回転すると、変位する突起45がロッド44の後端に接触し、そのロッド44に対して荷重を加えることにより、そのロッド44は突起45の周回軌道に沿って押し出されてロッド44の軸線方向に変位する。その結果、ロッド44の先端がホイール本体511の表面から突出する。これにより、把持部を握っている運転者の手に触力覚的作用を及ぼす。そして、軸部43が更に回転して突起45とロッド44との接触状態が解消すると、ロッド44は弾性力により元の位置に復帰する。 As shown in FIG. 7B, when the shaft portion 43 having the spiral protrusion 45 rotates around the spiral axis, the displaced protrusion 45 contacts the rear end of the rod 44 and applies a load to the rod 44. As a result, the rod 44 is pushed out along the circular orbit of the protrusion 45 and displaced in the axial direction of the rod 44. As a result, the tip of the rod 44 protrudes from the surface of the wheel body 511. This exerts a tactile action on the driver's hand holding the grip. When the shaft portion 43 further rotates and the contact state between the protrusion 45 and the rod 44 is eliminated, the rod 44 returns to the original position by the elastic force.
なお、ホイール部51の表面には、ホイール本体511全体を覆うカバー513が設けられている。このカバー513は、適度な柔軟性を有しており、ロッド44がホイール本体511の表面から突出して内側からカバー513を押圧するのに合わせて変形することで、ロッド44による触力覚的作用を運転者の手に伝達する。 A cover 513 that covers the entire wheel body 511 is provided on the surface of the wheel portion 51. The cover 513 has moderate flexibility, and the rod 44 protrudes from the surface of the wheel main body 511 and deforms in accordance with the pressing of the cover 513 from the inside. To the driver's hand.
ロッド列を備える触力覚的作用付与部41では、軸部43を継続して回転させることで、ロッド44が繰り返し作動する。また、突起45は軸部43の表面に螺旋状に配置しているため、軸部43に沿って配列している各ロッド44は、螺旋形状の変位方向に沿って所定の時間差で連鎖して作動する。これにより、運転者の拳の中で生じる触力覚的作用が一方向に進行するような方向性を持った触力覚情報を提示できる。 In the haptic effect imparting unit 41 including the rod row, the rod 44 is repeatedly operated by continuously rotating the shaft portion 43. Further, since the protrusions 45 are spirally arranged on the surface of the shaft portion 43, the rods 44 arranged along the shaft portion 43 are chained at a predetermined time difference along the displacement direction of the spiral shape. Operate. Accordingly, it is possible to present haptic information having a direction such that the haptic action generated in the driver's fist advances in one direction.
10…車両内外センサ、20…車両状態検出部、30…支援情報生成部、40…触力覚情報提示部、41…触力覚的作用付与部、42…駆動部、43…軸部、44…ロッド、45…突起、47…ねじ山、49…コイルばね、50…ステアリングホイール、51…ホイール部、511…ホイール本体、512…溝孔、513…カバー、52…スポーク部、53…ボス部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle inside / outside sensor, 20 ... Vehicle state detection part, 30 ... Support information generation part, 40 ... Tactile force sense information presentation part, 41 ... Tactile force sense action provision part, 42 ... Drive part, 43 ... Shaft part, 44 ... Rod, 45 ... Projection, 47 ... Thread, 49 ... Coil spring, 50 ... Steering wheel, 51 ... Wheel part, 511 ... Wheel body, 512 ... Groove hole, 513 ... Cover, 52 ... Spoke part, 53 ... Boss part .
Claims (6)
前記把持部の内部で前記把持部の周方向に沿って延設され、前記把持部の周方向に伸びる螺旋形状の作用部を備え、前記作用部が螺旋軸周りに回転することで前記把持部を握る運転者の手に触力覚的作用を与える触力覚的作用付与手段と、
前記作用部が螺旋軸周りに回転するように前記触力覚的作用付与手段に駆動を与える駆動手段と、
前記駆動手段が前記作用部を回転させたときの回転負荷やねじり振動数の変動度合に基づき、運転者が前記把持部を握っている把持位置を特定する把持位置特定手段と、
前記把持位置特定手段により特定した把持位置に応じて前記駆動手段の回転トルクや回転速度を調節する調節手段とを備えること
を特徴とする情報提示装置。 An information presentation device for presenting haptic information acting on a driver's hand through a grip portion of a steering wheel,
The gripping portion includes a spiral-shaped action portion that extends along the circumferential direction of the gripping portion and extends in the circumferential direction of the gripping portion, and the gripping portion rotates around the spiral axis. A tactile sensation imparting means for imparting a tactile sensation to a driver's hand holding
Drive means for driving the haptic effect applying means so that the action portion rotates around a helical axis ;
A gripping position specifying means for specifying a gripping position at which the driver is gripping the gripping part based on the degree of variation in rotational load and torsional frequency when the driving means rotates the action part;
An information presentation apparatus comprising: an adjusting unit that adjusts a rotational torque and a rotational speed of the driving unit according to the gripping position specified by the gripping position specifying unit.
前記把持部の内部で前記把持部の周方向に沿って延設され、前記把持部の周方向に伸びる螺旋形状の弾性を有するコイルばねからなる作用部を備え、前記作用部が螺旋軸周りに回転することで前記把持部を握る運転者の手に触力覚的作用を与える触力覚的作用付与手段と、
前記作用部が螺旋軸周りに回転するように前記触力覚的作用付与手段に駆動を与える駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、前記作用部の両端において個別に回転方法を変更可能に構成されており、前記作用部の両端の回転を同調させて回転させることで、前記把持部の周方向に沿って進行する触力覚的作用を発生させる一方、前記作用部の両端を互いに異なる回転状態にして前記作用部を捻ることで、前記作用部の径の変化による触力覚的作用を発生させること
を特徴とする情報提示装置。 An information presentation device for presenting haptic information acting on a driver's hand through a grip portion of a steering wheel,
An action part comprising a coil spring having a helical shape extending along the circumferential direction of the grip part and extending in the circumferential direction of the grip part inside the grip part, and the action part around a spiral axis Tactile force sensation imparting means for imparting a tactile force sensation to a driver's hand that grips the grip portion by rotating;
Drive means for driving the tactile force sensation action imparting means so that the action part rotates around a spiral axis;
The drive means is configured to be able to individually change the rotation method at both ends of the action portion, and advances along the circumferential direction of the gripping portion by rotating in synchronization with rotations at both ends of the action portion. Generating a haptic action by changing the diameter of the action part by twisting the action part with both ends of the action part being in mutually different rotational states. Information presentation device.
前記把持部の内部で前記把持部の周方向に沿って延設され、前記把持部の周方向に伸びる螺旋形状の作用部と、前記把持部の内部に設けられ、回転する前記作用部の螺旋形状の周回軌道において前記作用部と接触し、その作用部の変位に沿って変位することで運転者の手に触力覚的作用を与える複数のロッドが前記把持部の周方向に列状に配列したロッド列とを備え、前記作用部が螺旋軸周りに回転することで前記把持部を握る運転者の手に触力覚的作用を与える触力覚的作用付与手段と、
前記作用部が螺旋軸周りに回転するように前記触力覚的作用付与手段に駆動を与える駆動手段とを備えること
を特徴とする情報提示装置。 An information presentation device for presenting haptic information acting on a driver's hand through a grip portion of a steering wheel,
A spiral shaped working part extending along the circumferential direction of the gripping part and extending in the circumferential direction of the gripping part inside the gripping part, and a spiral of the working part provided inside the gripping part and rotating A plurality of rods that come into contact with the action part in a circular orbit and have a tactile action on the driver's hand by being displaced along the displacement of the action part are arranged in a row in the circumferential direction of the grip part. A tactile force acting means for providing a tactile force action to a driver's hand gripping the grip part by rotating the action part around a spiral axis;
An information presentation apparatus comprising: drive means for driving the tactile force sense action imparting means so that the action portion rotates around a spiral axis .
前記把持位置特定手段により特定した把持位置に対応した運転行動に関する情報を運転者に対して報知する把持位置情報報知手段を更に備えること
を特徴とする情報提示装置。 The information presentation device according to claim 1 ,
An information presentation device further comprising gripping position information notifying means for notifying a driver of information related to driving behavior corresponding to the gripping position specified by the gripping position specifying means .
前記駆動手段は、前記作用部を螺旋軸周りの第1の方向に一方的に回転させる第1の動作態様と、前記作用部を前記第1の方向とは反対方向の螺旋軸周りの第2の方向に一方的に回転させる第2の動作態様と、前記作用部の回転方向を前記第1の方向と前記第2の方向とに周期的に切替えて定常振動させる第3の動作態様とを、提示する情報の内容に応じて切替えること
を特徴とする情報提示装置。 In the information presentation device according to any one of claims 1 to 4 ,
The driving means includes a first operation mode in which the action portion is unilaterally rotated in a first direction around the spiral axis, and a second around the spiral axis in a direction opposite to the first direction. And a third operation mode in which the rotation direction of the action portion is periodically switched between the first direction and the second direction to cause steady vibration. An information presentation device that switches according to the content of information to be presented.
ステアリングホイールの右手側の把持部と左手側の把持部との2箇所にそれぞれ独立して前記触力覚的作用付与手段及び前記駆動手段を備え、
右手側の前記駆動手段と左手側の前記駆動手段とにおいて、前記第1の動作態様、前記第2の動作態様、及び前記第3の動作態様の組合せを変えることにより、運転者の手に作用する触力覚情報のパターンを切替可能であること
を特徴とする情報提示装置。 The information presentation device according to claim 5 ,
The tactile force imparting means and the drive means are independently provided at two locations, the right hand side grip portion and the left hand side grip portion of the steering wheel,
By changing the combination of the first operation mode, the second operation mode, and the third operation mode in the right-hand side driving means and the left-hand side driving means, it acts on the driver's hand. An information presentation apparatus characterized in that the tactile force information pattern to be switched can be switched .
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