JP2012035682A - Information transmission type steering device - Google Patents
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Abstract
【課題】制御が簡易であり且つコストの増大を抑えると共に、運転者がステアリングホイールを軽く握ってしまっている場合又は掌を離してしまった場合においても情報を伝達することが可能な情報伝達式ステアリング装置を提供する。
【解決手段】機械式触覚刺激部30はステアリングホイール20の中心Pから径方向へ反復動作可能な複数のピンから構成され、ステアリングホイール20の外周部にピンの組30a等の進行波状の形状が構成されている。1台のアクチュエータ52が左右に回転することによりベルト51が左右に回転し、これに応じて複数の中心軸PnL等が左右に回転して楕円形状の回転体40nL等が回転し、この回転により複数のピン30n1等が径方向へ上下に動く。制御部15が伝達する情報に応じてアクチュエータ52を制御することにより、結果的にピンの組30a等の各ピンを伝達する情報に応じて上下に駆動することができる。
【選択図】図1
An information transmission system that is easy to control and suppresses an increase in cost, and that can transmit information even when a driver has lightly grasped a steering wheel or removed a palm. A steering device is provided.
A mechanical tactile stimulation unit 30 is composed of a plurality of pins that can be repeatedly operated in a radial direction from a center P of a steering wheel 20, and a traveling wave shape such as a set of pins 30a is formed on the outer periphery of the steering wheel 20. It is configured. When one actuator 52 rotates to the left and right, the belt 51 rotates to the left and right, and accordingly, the plurality of central axes PnL and the like rotate to the left and right to rotate the elliptical rotating body 40nL and the like. The plurality of pins 30n1 and the like move up and down in the radial direction. By controlling the actuator 52 according to the information transmitted by the control unit 15, it is possible to drive up and down according to information transmitted to each pin such as the pin set 30a.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ステアリングを介して情報を伝達する情報伝達式ステアリング装置に関する。 The present invention relates to an information transmission type steering apparatus that transmits information via steering.
従来、自動車等の車内で運転者へ情報を伝達する場合、ステアリングホイールに情報を照射表示するというように視覚を利用したシステムが開発されていた(特許文献1参照)。しかし、運転者が運転中の場合、視覚を利用した情報の伝達は見落とされる可能性が高いという問題があった。 Conventionally, when transmitting information to a driver in a vehicle such as an automobile, a system using vision has been developed such that information is displayed on a steering wheel (see Patent Document 1). However, when the driver is driving, there is a problem that transmission of information using vision is likely to be overlooked.
そこで、上記問題を解決するために、ステアリングホイールに複数の電極を設け、当該電極を介して運転者へ電流刺激を与えることにより情報の伝達を行う情報伝達ステアリング装置の開発が進められた(特願2009−019369)。 Therefore, in order to solve the above problem, development of an information transmission steering apparatus that transmits information by providing a plurality of electrodes to the steering wheel and applying current stimulation to the driver through the electrodes has been advanced (specialty). Application 2009-019369).
上述した情報伝達ステアリング装置は、ステアリングホイール上に設置する複数の電極と、当該複数の電極に電圧を印加する電極切替部と、電極切替部へ刺激電流を出力する波形生成出力部等とが必要となるため、制御が複雑化すると共にコストが増大するという問題があった。さらに、運転者が信号待ちをしている際等においてステアリングホイールを軽く握ってしまっている場合、掌が電極から離れてしまうため情報が伝達されなくなるという問題もあった。特に、運転者がステアリングホイールから掌を離してしまった場合、情報は全く伝達されなくなるという問題があった。 The information transmission steering device described above requires a plurality of electrodes installed on the steering wheel, an electrode switching unit that applies a voltage to the plurality of electrodes, a waveform generation output unit that outputs a stimulation current to the electrode switching unit, and the like. Therefore, there is a problem that the control is complicated and the cost is increased. Furthermore, when the driver is lightly holding the steering wheel while waiting for a signal, there is a problem that information is not transmitted because the palm leaves the electrode. In particular, when the driver removes his palm from the steering wheel, there is a problem that information is not transmitted at all.
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、制御が簡易であり且つコストの増大を抑えると共に、運転者がステアリングホイールを軽く握ってしまっている場合であっても運転者へ情報を伝達することが可能な情報伝達式ステアリング装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and is a case where the control is simple and the increase in cost is suppressed, and the driver has grasped the steering wheel lightly. It is another object of the present invention to provide an information transmission type steering apparatus capable of transmitting information to a driver.
本発明の第2の目的は、運転者がステアリングホイールから掌を離してしまった場合においても情報を伝達可能な情報伝達式ステアリング装置を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide an information transmission type steering apparatus capable of transmitting information even when a driver removes his / her palm from a steering wheel.
この発明の情報伝達式ステアリング装置は、ステアリングホイールを介して情報を伝達する情報伝達式ステアリング装置であって、前記ステアリングホイールの外周部に設けられた触覚を機械的に刺激する機械式触覚刺激部と、前記機械式触覚刺激部を駆動する駆動部と、前記駆動部を動作させる動作源と、伝達する情報に応じて動作源を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。 An information transmission type steering apparatus according to the present invention is an information transmission type steering apparatus that transmits information via a steering wheel, and mechanically senses a tactile sensation that mechanically stimulates a tactile sensation provided on an outer periphery of the steering wheel. And a drive unit that drives the mechanical tactile stimulation unit, an operation source that operates the drive unit, and a control unit that controls the operation source according to information to be transmitted.
ここで、この発明の情報伝達式ステアリング装置において、前記機械式触覚刺激部は、前記ステアリングホイールの径方向へ反復動作可能な所定の形状体とすることができる。 Here, in the information transmission type steering apparatus according to the present invention, the mechanical tactile stimulation unit may be a predetermined shape that can be repeatedly operated in a radial direction of the steering wheel.
ここで、この発明の情報伝達式ステアリング装置において、前記駆動部は、前記所定の形状体が載置された楕円形状の回転体を複数個有し、前記動作源は、複数の前記楕円体の各中心軸に沿って掛け回されたベルトと、該ベルトを回転させる回転部とを備えることができる。 Here, in the information transmission type steering apparatus according to the present invention, the drive unit includes a plurality of elliptical rotating bodies on which the predetermined shape body is placed, and the operation source includes a plurality of the ellipsoidal bodies. A belt hung along each central axis and a rotating unit that rotates the belt can be provided.
ここで、この発明の情報伝達式ステアリング装置において、前記駆動部は、上下駆動可能に保持部に保持された前記所定の形状体を駆動する所定の周期形状の波状移動体であり、前記動作源は、前記波状移動体を前記ステアリングホイールの外周方向に沿って動作させることができる。 Here, in the information transmission type steering apparatus according to the present invention, the driving unit is a wave-like moving body having a predetermined periodic shape that drives the predetermined shape held by the holding unit so as to be vertically movable, and the operation source Can operate the wave-like moving body along the outer peripheral direction of the steering wheel.
ここで、この発明の情報伝達式ステアリング装置において、前記所定の形状体はピン形状体とすることができる。 Here, in the information transmission type steering apparatus of the present invention, the predetermined shape body may be a pin shape body.
ここで、この発明の情報伝達式ステアリング装置において、前記ステアリングホイールの運転者視認可能な側面に視覚刺激部をさらに備え、前記制御部は伝達する情報に応じて動作源及び/又は視覚制御部を制御することができる。 Here, in the information transmission type steering apparatus according to the present invention, the steering wheel further includes a visual stimulation unit on a side where the driver can visually recognize, and the control unit includes an operation source and / or a visual control unit according to information to be transmitted. Can be controlled.
本発明の情報伝達式ステアリング装置は、機械式触覚刺激部はステアリングホイールの中心から径方向へ反復動作(上下動作)可能な複数のピンから構成されている。各ピンの組はその組に含まれる各ピンの上下動作によって、ステアリングホイールの中心から最も離れた状態にあるピンと中心に最も近づいた状態にあるピンとそれらの中間の状態にあるピンとにより、全体として波状の形を構成している。これら各ピンの組の波状の形が集まって、ステアリングホイールの外周部にピンの組の進行波状の形状が構成されている。機械式触覚刺激部を駆動する駆動部は、楕円形状の回転体から構成されている。楕円形状の回転体にはピンが載置されている。ベルトおよびアクチュエータにより駆動部を動作させる動作源が構成されている。1台のアクチュエータが左右に回転することによりベルトが左右に回転し、これに応じて複数の中心軸が左右に回転して楕円形状の回転体が回転する。この回転により、複数のピンがステアリングホイールの径方向へ上下に動き、機械式触覚刺激部は全体として進行波の形状を構成する。制御部が伝達する情報に応じてアクチュエータを制御することにより、結果的にピンを伝達する情報に応じて上下に駆動(押し上げ/下げ)することができる。このため、ステアリングホイールの外周部を握っている運転者の掌に対して機械式触覚刺激部の進行波状の形状による機械的な触覚刺激を与えることができる。以上のように、本発明の情報伝達式ステアリング装置によれば、アクチュエータが1台だけで進行波機械式触覚刺激部の進行波状の形状を作り出すことができるため、制御が簡易であり且つコストの増大を抑えることができる。運転者がステアリングホイールを軽く握ってしまっている場合であっても、ステアリングホイールの中心から最も離れた状態にある(進行波の山に位置する)ピンが必ず存在し且つそのような状態にあるピンはステアリングホイール上に複数個存在するため、運転者へ情報を伝達することができるという効果がある。 In the information transmission type steering apparatus according to the present invention, the mechanical tactile stimulation unit is composed of a plurality of pins that can be repeatedly moved (up and down) in the radial direction from the center of the steering wheel. Each pair of pins is moved up and down by each pin included in the pair, so that the pin farthest from the center of the steering wheel, the pin closest to the center, and the pin in the middle of them are totally Constructs a wavy shape. The wavy shapes of these pin sets are gathered to form the traveling wave-like shape of the pin sets on the outer periphery of the steering wheel. The drive unit that drives the mechanical tactile stimulation unit is composed of an elliptical rotating body. A pin is placed on the elliptical rotating body. An operation source for operating the drive unit is configured by the belt and the actuator. When one actuator rotates to the left and right, the belt rotates to the left and right. In response to this, the plurality of central axes rotate to the left and right to rotate the elliptical rotating body. By this rotation, the plurality of pins move up and down in the radial direction of the steering wheel, and the mechanical tactile stimulation unit forms a traveling wave shape as a whole. By controlling the actuator according to the information transmitted by the control unit, it is possible to drive (push up / down) up and down according to the information transmitted as a result of the pin. For this reason, mechanical tactile stimulation by the traveling wave-like shape of the mechanical tactile stimulation unit can be given to the palm of the driver holding the outer periphery of the steering wheel. As described above, according to the information transmission type steering device of the present invention, the traveling wave shape of the traveling wave mechanical tactile stimulation unit can be created with only one actuator, so that the control is simple and the cost is low. The increase can be suppressed. Even if the driver is lightly grasping the steering wheel, there is always a pin that is farthest from the center of the steering wheel (located at the peak of the traveling wave) and is in such a state. Since there are a plurality of pins on the steering wheel, there is an effect that information can be transmitted to the driver.
以下、実施例について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1における触覚刺激ステアリング装置(情報伝達式ステアリング装置)10の概略構造を示す。図1で、符号20はステアリングホイール、30はステアリングホイール20の外周部に設けられた触覚を機械的に刺激する機械式触覚刺激部である。図1に示されるように、機械式触覚刺激部30はステアリングホイール20の中心Pから径方向(矢印Ra、Rb、...、Rn方向)へ反復動作(上下動作)可能な複数の所定の形状体、好適にはピン(ピン形状体)から構成されている。図1で、符号30aはステアリングホイール20の中心Pから径が略Ra方向にある複数のピンから構成されるピンの組、30bはステアリングホイール20の中心Pから径が略Rb方向にある複数のピンから構成されるピンの組、30nはステアリングホイール20の中心Pから径が略Rn方向にある複数のピンから構成されるピンの組である(途中のピンの組30cないし30n−1は不図示)。図1に示されるように、各ピンの組30a等はその組に含まれる各ピンの上下動作によって、ステアリングホイール20の中心Pから最も離れた状態にあるピンと中心Pに最も近づいた状態にあるピンとそれらの中間の状態にあるピンとにより、全体として波状の形を構成している。これら各ピンの組30a等の波状の形が集まって、ステアリングホイール20の外周部にピンの組30a等の進行波状の形状が構成されている。後述するように、制御部15が伝達する情報に応じてステアリングホイール20の外周部に設けられたピンの組30a等の各ピンを上下駆動することにより、ステアリングホイール20の外周部を握っている運転者の掌(不図示)に対して上述したピンの組30a等の進行波状の形状による機械的な触覚刺激を与えることができる。図1ではピンの組の数はn個示されているが、ピンの組は上記進行波の形状の一時点(1周期分等)を説明するための便宜上のものであって、ピンの組の数はn個に限定されるものではない。 FIG. 1 shows a schematic structure of a tactile stimulation steering device (information transmission type steering device) 10 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a steering wheel, and 30 denotes a mechanical tactile stimulation unit that mechanically stimulates a tactile sensation provided on the outer periphery of the steering wheel 20. As shown in FIG. 1, the mechanical tactile stimulation unit 30 has a plurality of predetermined motions that can be repeatedly moved (up and down) in the radial direction (arrows Ra, Rb,..., Rn direction) from the center P of the steering wheel 20. It is composed of a shaped body, preferably a pin (pin shaped body). In FIG. 1, reference numeral 30 a is a set of pins composed of a plurality of pins whose diameter is substantially in the Ra direction from the center P of the steering wheel 20, and 30 b is a plurality of pins whose diameter is substantially in the Rb direction from the center P of the steering wheel 20. A pair of pins composed of pins, 30n, is a pair of pins composed of a plurality of pins whose diameters are approximately in the Rn direction from the center P of the steering wheel 20 (the intermediate pin groups 30c to 30n-1 are not (Illustrated). As shown in FIG. 1, each pin set 30 a and the like is in the state closest to the center P and the pin farthest from the center P of the steering wheel 20 by the vertical movement of each pin included in the set. The pin and the pin in an intermediate state form a wavy shape as a whole. These wave-like shapes such as the pin set 30 a are gathered to form a traveling wave-like shape such as the pin set 30 a on the outer peripheral portion of the steering wheel 20. As will be described later, the outer peripheral portion of the steering wheel 20 is gripped by driving the pins such as the pin set 30a provided on the outer peripheral portion of the steering wheel 20 up and down according to the information transmitted by the control unit 15. Mechanical tactile stimulation can be given to the driver's palm (not shown) by a traveling wave shape such as the above-described pin set 30a. In FIG. 1, the number of pin groups is n, but the pin groups are for convenience to explain one point in time of the traveling wave shape (for one period, etc.). The number of is not limited to n.
図2は、本発明の実施例1における機械式触覚刺激部30等の拡大図を示す。図2で図1と同じ符号を付した個所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図2に示されるように、略Rn方向にあるピンの組30nはピン30n1、ピン30n2、ピン30n3、ピン30n4およびピン30n5から構成され、同様に略Ra方向にあるピンの組30aはピン30a1ないしピン30a5から構成され、略Rb方向にあるピンの組30bはピン30b1ないしピン30b5から構成されている。図2では各ピンの組30a等は5個のピン30a1等から構成されているが、ピンの数は5個に限定されるものではない。図2で、符号40は機械式触覚刺激部30を駆動する駆動部であり、楕円形状の回転体40nLおよび40nR、40aLおよび40aR、40bLおよび40bR等から構成されている。図2に示されるように、略Rn方向にあるピンの組30nには楕円形状の回転体40nLおよび40nRが対応しており、左側の楕円形状の回転体40nLにはピン30n1およびピン30n2が載置され、右側の楕円形状の回転体40nRにはピン30n3、ピン30n4およびピン30n5が載置されている。同様に、略Ra方向にあるピンの組30aは楕円形状の回転体40aLおよび40aRが対応しており、左側の楕円形状の回転体40aLにはピン30a1およびピン30a2が載置され、右側の楕円形状の回転体40aRにはピン30a3ないしピン30a5が載置されている。略Rb方向にあるピンの組30bも同様であるため、説明は省略する。ピン30n1等が楕円形状の回転体40nL等に載置(配置)される間隔は等間隔であることが好適である。ピン30n1等の楕円形状の回転体40nL等への載置方法は、例えばピン30n1等と楕円形状の回転体40nL等とを適度に柔軟性を有する樹脂等で一体的に成型する方法がある。この場合、ピン30n1等は楕円形状の回転体40nL等の回転(矢印Aで示す。)に伴い、無理なく上下駆動(矢印Bで示す。)することができる。あるいは、ピン30n1等と楕円形状の回転体40nL等とを別々に製作し、バネまたは柔軟性を有する弾性体により両者を接続する法もある。この場合も、ピン30n1等は楕円形状の回転体40nL等の回転に伴い、無理なく上下駆動することができる。 FIG. 2 is an enlarged view of the mechanical tactile stimulation unit 30 and the like according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. As shown in FIG. 2, the pin set 30n substantially in the Rn direction is composed of a pin 30n1, a pin 30n2, a pin 30n3, a pin 30n4, and a pin 30n5. Similarly, the pin set 30a in the substantially Ra direction is the pin 30a1. Or a pin set 30b substantially in the Rb direction is composed of pins 30b1 to 30b5. In FIG. 2, each pin set 30 a and the like is composed of five pins 30 a 1 and the like, but the number of pins is not limited to five. In FIG. 2, reference numeral 40 denotes a drive unit that drives the mechanical tactile stimulation unit 30, and includes elliptical rotating bodies 40 nL and 40 nR, 40 aL and 40 aR, 40 bL and 40 bR, and the like. As shown in FIG. 2, the elliptical rotating bodies 40nL and 40nR correspond to the pin set 30n substantially in the Rn direction, and the pins 30n1 and 30n2 are mounted on the left elliptical rotating body 40nL. The pin 30n3, the pin 30n4, and the pin 30n5 are placed on the right oval rotor 40nR. Similarly, the pin set 30a substantially in the Ra direction corresponds to the elliptical rotating bodies 40aL and 40aR, and the left elliptical rotating body 40aL has the pins 30a1 and 30a2 placed thereon, and the right elliptical body 40aL. Pins 30a3 to 30a5 are placed on the shaped rotating body 40aR. The same is true for the set of pins 30b substantially in the Rb direction, and the description thereof is omitted. It is preferable that the intervals at which the pins 30n1 and the like are placed (arranged) on the elliptical rotating body 40nL and the like are equal intervals. As a method for placing the pin 30n1 or the like on the elliptical rotating body 40nL or the like, for example, there is a method in which the pin 30n1 or the like and the elliptical rotating body 40nL or the like are integrally molded with a resin having moderate flexibility. In this case, the pin 30n1 and the like can be driven up and down (indicated by the arrow B) without difficulty along with the rotation (indicated by the arrow A) of the elliptical rotating body 40nL and the like. Alternatively, there is a method in which the pins 30n1 and the like and the elliptical rotating body 40nL and the like are separately manufactured, and both are connected by a spring or a flexible elastic body. Also in this case, the pins 30n1 and the like can be driven up and down without difficulty as the elliptical rotating body 40nL and the like rotate.
図2で、符号51は複数の楕円形状の回転体40nLおよび40nR、40aLおよび40aR、40bLおよび40bR等の各中心軸PnLおよびPnR、PaLおよびPaR、PbLおよびPbR等に沿って掛け回されたベルト、52はベルト51を回転させる1台のアクチュエータ(回転部)である。ベルト51およびアクチュエータ52により駆動部40を動作させる動作源50が構成されている。図2に示されるように、1台のアクチュエータ52が左右に回転する(矢印Cで示す。)ことによりベルト51が左右に回転し、これに応じて複数の中心軸PnL等が左右に回転して楕円形状の回転体40nL等が回転する(矢印Aで示す。アクチュエータ52による駆動部40の動作)。この回転により、複数のピン30n1等がRn等の方向へ上下に動き(矢印Bで示す。駆動部40による機械式触覚刺激部30の駆動)、機械式触覚刺激部30は全体として進行波の形状を構成する。アクチュエータ52は制御部15(図1参照)に接続されており、制御部15が伝達する情報に応じてアクチュエータ52を制御することにより、結果的にピンの組30a等の各ピンを伝達する情報に応じて上下に駆動(押し上げ/下げ)することができる。このため、ステアリングホイール20の外周部を握っている運転者の掌(不図示)に対して機械式触覚刺激部30の進行波状の形状による機械的な触覚刺激を与えることができる。 In FIG. 2, reference numeral 51 denotes a belt wound around a plurality of elliptical rotating bodies 40nL and 40nR, 40aL and 40aR, 40bL and 40bR, etc. along central axes PnL and PnR, PaL and PaR, PbL and PbR, etc. , 52 is one actuator (rotating unit) for rotating the belt 51. The belt 51 and the actuator 52 constitute an operation source 50 that operates the driving unit 40. As shown in FIG. 2, when one actuator 52 rotates to the left and right (indicated by arrow C), the belt 51 rotates to the left and right, and in response to this, the plurality of central axes PnL and the like rotate to the left and right. The elliptical rotating body 40nL and the like rotate (indicated by an arrow A. Operation of the driving unit 40 by the actuator 52). By this rotation, the plurality of pins 30n1 and the like move up and down in the direction of Rn and the like (indicated by an arrow B. Driving the mechanical tactile stimulation unit 30 by the driving unit 40), and the mechanical tactile stimulation unit 30 as a whole travels a traveling wave. Configure the shape. The actuator 52 is connected to the control unit 15 (see FIG. 1), and by controlling the actuator 52 in accordance with information transmitted by the control unit 15, information that eventually transmits each pin such as the pin set 30a is transmitted. It can be driven up and down (pushing up / down) according to. For this reason, mechanical tactile stimulation by the traveling wave-like shape of the mechanical tactile stimulation unit 30 can be given to the palm (not shown) of the driver holding the outer periphery of the steering wheel 20.
触覚刺激ステアリング装置10の主要な用途として、自動車の運転等における操舵方向呈示が挙げられる。例えば、制御部15がカーナビゲーション装置(不図示)と接続され、カーナビゲーション装置の経路案内機能により、左折、右折または車線変更の指示が制御部15へ伝達されたものとする。制御部15はカーナビゲーション装置から伝達された指示に基づき、ステアリングホイール20を左右いずれの方向へ操作するべきであるという情報を運転者へ伝達する。例えば、伝達する情報が左折または左車線への変更である場合、制御部15はアクチュエータ52を左回転(矢印Cで示す。)させるように制御する。この結果、ベルト51は左回りとなるように回転するため、複数の中心軸PnL等が左回りに回転して楕円形状の回転体40nL等が左回りに回転する(矢印Aで示す。)。この左回りの回転により、複数のピン30n1等がRn等の方向へ上下に動き(矢印Bで示す。)、機械式触覚刺激部30は全体として左方向へ進行する進行波の形状を構成する。以上により、ステアリングホイール20を握っている運転者は機械式触覚刺激部30が全体として左回りに移動していく機械的刺激を感じることができるため、運転者はステアリングホイール20を左方向へ操作するべきであると直感的に認識することができる。伝達する情報が右折または右車線への変更である場合も、上述した左折または左車線への変更の場合と左右が異なるだけで同様であるため、説明は省略する。 A main application of the tactile stimulation steering apparatus 10 is to present a steering direction in driving a car or the like. For example, it is assumed that the control unit 15 is connected to a car navigation device (not shown), and an instruction to turn left, right, or change lanes is transmitted to the control unit 15 by the route guidance function of the car navigation device. Based on the instruction transmitted from the car navigation device, the control unit 15 transmits information to the driver that the steering wheel 20 should be operated in either the left or right direction. For example, when the information to be transmitted is a left turn or a change to the left lane, the control unit 15 controls the actuator 52 to rotate left (indicated by an arrow C). As a result, since the belt 51 rotates counterclockwise, the plurality of central axes PnL and the like rotate counterclockwise, and the elliptical rotor 40nL and the like rotate counterclockwise (indicated by an arrow A). By this counterclockwise rotation, the plurality of pins 30n1 and the like move up and down in the direction of Rn and the like (indicated by an arrow B), and the mechanical tactile stimulation unit 30 forms a traveling wave shape that travels in the left direction as a whole. . As described above, since the driver holding the steering wheel 20 can feel a mechanical stimulus in which the mechanical tactile stimulation unit 30 moves counterclockwise as a whole, the driver operates the steering wheel 20 in the left direction. It can be intuitively recognized that it should be done. Since the information to be transmitted is a right turn or a change to the right lane, it is the same as the case of the left turn or the change to the left lane described above except for the left and right, and thus the description is omitted.
上述の説明ではカーナビゲーション装置を用いた場合を主要な用途の例として取り上げた。他の用途としては、自動車の先端部またはフロントガラス上部等に設置したCCDカメラ(不図示)と制御部15とを接続し、制御部15がCCDカメラにより歩行者等の存在を検出した場合、制御部15は危険を知らせる情報を運転者へ伝達するようにしてもよい。この場合、例えば制御部15はアクチュエータ52を左右へ交互に急速に回転させるように制御し、機械式触覚刺激部30は全体として左右方向へ交互に急速に進行する進行波の形状を形成する。ステアリングホイール20を握っている運転者は機械式触覚刺激部30が全体として左右方向へ交互に急速に移動していく機械的刺激を感じることができるため、運転者は危険な状況の存在を直感的に認識することができる。 In the above description, the case where the car navigation device is used is taken as an example of the main application. As another application, when a CCD camera (not shown) installed at the front end of the automobile or the upper part of the windshield and the control unit 15 are connected and the control unit 15 detects the presence of a pedestrian or the like by the CCD camera, The control unit 15 may transmit information notifying danger to the driver. In this case, for example, the control unit 15 controls the actuator 52 to rotate rapidly alternately to the left and right, and the mechanical tactile stimulation unit 30 forms a traveling wave shape that rapidly proceeds alternately in the left-right direction as a whole. Since the driver holding the steering wheel 20 can feel the mechanical stimulus that the mechanical tactile stimulation unit 30 as a whole moves rapidly in the left and right directions alternately, the driver can intuitively recognize the existence of a dangerous situation. Can be recognized.
以上のように、本発明の実施例1によれば、機械式触覚刺激部30はステアリングホイール20の中心Pから径方向(矢印Ra、Rb、...、Rn方向)へ反復動作(上下動作)可能な複数のピンから構成されている。各ピンの組30a等はその組に含まれる各ピンの上下動作によって、ステアリングホイール20の中心Pから最も離れた状態にあるピンと中心Pに最も近づいた状態にあるピンとそれらの中間の状態にあるピンとにより、全体として波状の形を構成している。これら各ピンの組30a等の波状の形が集まって、ステアリングホイール20の外周部にピンの組30a等の進行波状の形状が構成されている。機械式触覚刺激部30を駆動する駆動部は、楕円形状の回転体40nLおよび40nR、40aLおよび40aR、40bLおよび40bR等から構成されている。例えば、略Rn方向にあるピンの組30nには楕円形状の回転体40nLおよび40nRが対応しており、左側の楕円形状の回転体40nLにはピン30n1およびピン30n2が載置され、右側の楕円形状の回転体40nRにはピン30n3、ピン30n4およびピン30n5が載置されている。ベルト51およびアクチュエータ52により駆動部40を動作させる動作源50が構成されている。1台のアクチュエータ52が左右に回転することによりベルト51が左右に回転し、これに応じて複数の中心軸PnL等が左右に回転して楕円形状の回転体40nL等が回転する(アクチュエータ52による駆動部40の動作)。この回転により、複数のピン30n1等がRn等の方向へ上下に動き(駆動部40による機械式触覚刺激部30の駆動)、機械式触覚刺激部30は全体として進行波の形状を構成する。制御部15(図1参照)が伝達する情報に応じてアクチュエータ52を制御することにより、結果的にピンの組30a等の各ピンを伝達する情報に応じて上下に駆動(押し上げ/下げ)することができる。このため、ステアリングホイール20の外周部を握っている運転者の掌(不図示)に対して機械式触覚刺激部30の進行波状の形状による機械的な触覚刺激を与えることができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the mechanical tactile stimulation unit 30 is repeatedly operated (vertical operation) from the center P of the steering wheel 20 in the radial direction (arrows Ra, Rb,..., Rn direction). ) Consists of multiple possible pins. Each pin set 30a and the like is in a state intermediate between the pin that is farthest from the center P of the steering wheel 20 and the pin that is closest to the center P by the vertical movement of each pin included in the set. The pin forms a wavy shape as a whole. These wave-like shapes such as the pin set 30 a are gathered to form a traveling wave-like shape such as the pin set 30 a on the outer peripheral portion of the steering wheel 20. The driving unit that drives the mechanical tactile stimulation unit 30 includes elliptical rotating bodies 40nL and 40nR, 40aL and 40aR, 40bL and 40bR, and the like. For example, an elliptical rotating body 40nL and 40nR correspond to a pin set 30n substantially in the Rn direction, and a pin 30n1 and a pin 30n2 are placed on the left elliptical rotating body 40nL, and the right elliptical A pin 30n3, a pin 30n4, and a pin 30n5 are placed on the shaped rotating body 40nR. The belt 51 and the actuator 52 constitute an operation source 50 that operates the driving unit 40. When one actuator 52 rotates to the left and right, the belt 51 rotates to the left and right, and accordingly, the plurality of central axes PnL and the like rotate to the left and right to rotate the elliptical rotating body 40nL and the like (according to the actuator 52). Operation of the drive unit 40). By this rotation, the plurality of pins 30n1 and the like move up and down in the direction of Rn and the like (drive of the mechanical tactile stimulation unit 30 by the driving unit 40), and the mechanical tactile stimulation unit 30 forms a traveling wave shape as a whole. By controlling the actuator 52 according to the information transmitted by the control unit 15 (see FIG. 1), as a result, it is driven up and down (pushing up / down) according to the information transmitted to each pin such as the pin set 30a. be able to. For this reason, mechanical tactile stimulation by the traveling wave-like shape of the mechanical tactile stimulation unit 30 can be given to the palm (not shown) of the driver holding the outer periphery of the steering wheel 20.
上述したように、アクチュエータ52が1台だけで進行波機械式触覚刺激部30の進行波状の形状を作り出すことができるため、制御が簡易であり且つコストの増大を抑えることができる。運転者がステアリングホイール20を軽く握ってしまっている場合であっても、ステアリングホイール20の中心Pから最も離れた状態にある(進行波の山に位置する)ピン30n2、30n3、30a2、30a3、30b2、30b3等が必ず存在し且つそのような状態にあるピン30n2等はステアリングホイール20上に複数個存在するため、運転者へ情報を伝達することができる。 As described above, the traveling wave mechanical tactile stimulation unit 30 can be formed in a traveling wave shape with only one actuator 52, so that the control is simple and an increase in cost can be suppressed. Even when the driver has grasped the steering wheel 20 lightly, the pins 30n2, 30n3, 30a2, 30a3, which are farthest from the center P of the steering wheel 20 (located at the peak of the traveling wave), 30b2, 30b3, etc. always exist and a plurality of pins 30n2, etc. in such a state exist on the steering wheel 20, so that information can be transmitted to the driver.
実施例2では実施例1とは別の駆動部について説明する。図3は、本発明の実施例2における機械式触覚刺激部30等の拡大図を示す。図3で図2と同じ符号を付した個所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図3に示されるように、ピン30n1等は保持部46により径Rn方向等へ上下駆動可能に保持されており、所定の周期の波状移動体47が左右へ(矢印Dで示す。)移動することにより、波状移動体47によって形成される所定の周期の進行波に従って径Rn方向等へ上下駆動される(矢印Bで示す。)。実施例2では波状移動体47が駆動部45を構成する。動作源55は、波状移動体47をステアリングホイール20の外周方向に沿って左右へ(矢印Dで示す。)動作させる。 In the second embodiment, a driving unit different from the first embodiment will be described. FIG. 3 is an enlarged view of the mechanical tactile stimulation unit 30 and the like according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. As shown in FIG. 3, the pin 30n1 and the like are held by the holding portion 46 so as to be vertically movable in the direction of the diameter Rn and the like, and the wave-like moving body 47 having a predetermined period moves left and right (indicated by an arrow D). As a result, it is driven up and down in the direction of the radius Rn and so on (indicated by an arrow B) in accordance with a traveling wave having a predetermined cycle formed by the wave-like moving body 47. In the second embodiment, the wave-like moving body 47 constitutes the drive unit 45. The operation source 55 operates the wavy moving body 47 to the left and right (indicated by an arrow D) along the outer peripheral direction of the steering wheel 20.
動作源55は制御部15(図1参照)に接続されており、制御部15が伝達する情報に応じて動作源55を制御することにより、動作源55が波状移動体47を左右へ(矢印Dで示す。)移動する。この結果、ピン30n1等は波状移動体47によって形成される所定の周期に従って径Rn方向等へ上下駆動(矢印Bで示す。)される。動作源55が波状移動体47を左右へ移動する速度は適宜設定することが可能である。即ち、制御部15はピン30n1等の各ピンを伝達する情報に応じて所定の周期および所望の速度に従って上下に駆動(押し上げ/下げ)することができる。このため、ステアリングホイール20の外周部を握っている運転者の掌(不図示)に対して機械式触覚刺激部30の所定の周期および所望の速度による機械的な触覚刺激を与えることができる。実施例2における駆動部45を備えた触覚刺激ステアリング装置10の主要な用途としては、実施例1と同様に自動車等の運転における操舵方向呈示が挙げられる。詳細は実施例1と同様であるため、説明は省略する。 The operation source 55 is connected to the control unit 15 (see FIG. 1), and the operation source 55 controls the wave-like moving body 47 left and right (arrows) by controlling the operation source 55 in accordance with information transmitted by the control unit 15. Indicated by D.) Move. As a result, the pins 30n1 and the like are driven up and down (indicated by an arrow B) in the direction of the radius Rn and the like according to a predetermined cycle formed by the wave-like moving body 47. The speed at which the operation source 55 moves the wavy moving body 47 to the left and right can be set as appropriate. That is, the control unit 15 can drive (push up / down) up and down according to a predetermined cycle and a desired speed in accordance with information transmitted through each pin such as the pin 30n1. For this reason, mechanical tactile stimulation with a predetermined period and a desired speed of the mechanical tactile stimulation unit 30 can be given to the palm (not shown) of the driver holding the outer periphery of the steering wheel 20. As a main application of the haptic stimulation steering apparatus 10 including the drive unit 45 in the second embodiment, there is a steering direction presentation in driving of an automobile or the like as in the first embodiment. Details are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
以上のように、本発明の実施例2によれば、ピン30n1等は保持部46により径Rn方向等へ上下駆動可能に保持されており、所定の周期の波状移動体47が左右へ移動することにより、波状移動体47によって形成される所定の周期の進行波に従って径Rn方向等へ上下駆動される。制御部15はピン30n1等の各ピンを伝達する情報に応じて所定の周期および所望の速度に従って上下に駆動(押し上げ/下げ)することができる。このため、ステアリングホイール20の外周部を握っている運転者の掌(不図示)に対して機械式触覚刺激部30の所定の周期よび所望の速度による機械的な触覚刺激を与えることができる。動作源55が1台だけで進行波機械式触覚刺激部30の所定の周期の形状および所望の速度を作り出すことができるため、制御が簡易であり且つコストの増大を抑えることができる。運転者がステアリングホイール20を軽く握ってしまっている場合であっても、ステアリングホイール20の中心Pから最も離れた状態にある(進行波の山に位置する)ピン30n2等が必ず存在し且つそのような状態にあるピン30n2等はステアリングホイール20上に複数個存在するため、運転者へ情報を伝達することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, the pin 30n1 and the like are held by the holding portion 46 so as to be able to be driven up and down in the diameter Rn direction and the like, and the wavy moving body 47 having a predetermined cycle moves to the left and right. Thus, it is driven up and down in the direction of the radius Rn or the like according to a traveling wave having a predetermined cycle formed by the wave-like moving body 47. The control unit 15 can drive (push up / down) up and down according to a predetermined cycle and a desired speed according to information transmitted through each pin such as the pin 30n1. For this reason, mechanical tactile stimulation with a predetermined cycle and a desired speed of the mechanical tactile stimulation unit 30 can be applied to the palm (not shown) of the driver holding the outer periphery of the steering wheel 20. Since the shape of the predetermined period and the desired speed of the traveling wave mechanical tactile stimulation unit 30 can be created with only one operation source 55, the control is simple and the increase in cost can be suppressed. Even when the driver has grasped the steering wheel 20 lightly, there is always a pin 30n2 or the like that is farthest from the center P of the steering wheel 20 (located at the peak of the traveling wave). Since there are a plurality of pins 30n2 and the like in such a state on the steering wheel 20, information can be transmitted to the driver.
波状移動体47の周期とピン30n1等に固有な空間周波数(上下の振動数)とが干渉し合うことにより、いわゆるエリアシング(うなり、モワレ)が発生する。このようなエリアシングに基づく機械的な触覚刺激をステアリングホイール20の外周部を握っている運転者の掌(不図示)に対して与えることができる。上記エリアシングを利用することにより、実施例1よりもさらに微妙な情報伝達を行うことが可能である。例えば、実施例1で説明したCCDカメラを運転者へ向けておき、運転者が眠りかけている状況を制御部15が把握した場合、眠気覚まし用の制御を動作源55に対して行ってもよい。動作源55は、運転者が不愉快と感じるようなエリアシングを発生させるように波状移動体47を動作させることにより、ピン30n1等に当該エリアシングに応じた上下駆動を行わせ、運転者へ眠気覚まし用の機械的刺激を与えることができる。 When the period of the wave-like moving body 47 interferes with the spatial frequency (upper and lower vibration frequencies) unique to the pin 30n1 or the like, so-called aliasing occurs. Such mechanical tactile stimulation based on aliasing can be applied to the palm (not shown) of the driver holding the outer periphery of the steering wheel 20. By using the above aliasing, it is possible to perform more delicate information transmission than in the first embodiment. For example, when the CCD camera described in the first embodiment is pointed at the driver and the control unit 15 grasps the situation where the driver is sleeping, the control for the sleep source may be performed on the operation source 55. Good. The operation source 55 operates the wave-like moving body 47 so as to generate an aliasing that the driver feels unpleasant, thereby causing the pin 30n1 and the like to drive up and down according to the aliasing, thereby causing the driver to sleep. Can provide mechanical stimuli for awakening.
図4は、本発明の実施例3における複合式情報伝達ステアリング装置(情報伝達式ステアリング装置)11の概略構造を示す。図4で図1と同じ符号を付した個所は同じ要素を示すため、説明は省略する。図4に示されるように、複合式情報伝達ステアリング装置11は実施例1ないし3の触覚刺激ステアリング装置10に加えて、ステアリングホイール20の運転者視認可能な側面に視覚刺激部60a(左側)および60b(右側)をさらに備えることができる。制御部15は視覚刺激部60aおよび60bに接続されており、伝達する情報に応じて上述したアクチュエータ52、動作源55だけでなく、視覚制御部60a、60bを制御することができる。図4に示されるように、視覚制御部60aおよび60bは種々の発光部から構成されており、伝達する情報は発光部による種々の発光により運転者へ表示することができる。例えば、左折するという情報を伝達する場合には、左側の視覚制御部60aの発光部を発光させ、逆に右折するという情報を伝達する場合には、右側の視覚制御部60bの発光部を発光させればよい。図4では視覚制御部60aおよび60bの2つを例示したが、視覚制御部の数は2つに限定されるものではなく、3つ以上設置することも可能である。例えば、ステアリングホイール20の下部に視覚制御部を設置しておき、ギアがバックに入った場合に点滅するように制御することもできる。この結果、騒々しい環境でギアがバックに入った際の警告音が聞き取りにくい場合であっても、ギアがバックに入ったことを容易に確認した後、バックすることができる。アクチュエータ52および動作源55の制御と視覚制御部60aおよび60bの制御とは排他的に行うこともでき、共に行うこともできる。従って、例えば、伝達する情報が左折または左車線への変更である場合、制御部15はアクチュエータ52を左回転させるように制御して、結果的に機械式触覚刺激部30は全体として左方向へ進行する進行波の形状を構成する。この制御と共に、制御部15は左側の視覚制御部60aの発光部を発光させることができる。以上により、ステアリングホイール20を握っている運転者は機械式触覚刺激部30が全体として左回りに移動していく機械的刺激を感じると共に、ステアリングホイール20の視覚制御部60aの発光を見るという複合的な刺激を受けるため、運転者はステアリングホイール20を左方向へ操作するべきであると、より直感的に認識することができる。 FIG. 4 shows a schematic structure of a composite information transmission steering device (information transmission type steering device) 11 in Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 4, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. As shown in FIG. 4, in addition to the tactile stimulation steering apparatus 10 of the first to third embodiments, the composite information transmission steering apparatus 11 includes a visual stimulation unit 60a (left side) and a side of the steering wheel 20 that can be visually recognized by the driver. 60b (right side) can be further provided. The control unit 15 is connected to the visual stimulation units 60a and 60b, and can control not only the actuator 52 and the operation source 55 described above but also the visual control units 60a and 60b according to information to be transmitted. As shown in FIG. 4, the visual control units 60a and 60b are composed of various light emitting units, and information to be transmitted can be displayed to the driver by various light emission by the light emitting units. For example, when transmitting information to turn left, the light emitting unit of the left visual control unit 60a emits light, and when transmitting information to turn right, the light emitting unit of the right visual control unit 60b emits light. You can do it. Although FIG. 4 illustrates two of the visual control units 60a and 60b, the number of visual control units is not limited to two, and three or more visual control units may be installed. For example, a visual control unit may be installed at the lower part of the steering wheel 20, and control may be performed so as to blink when the gear enters the back. As a result, even if it is difficult to hear a warning sound when the gear enters the back in a noisy environment, the back can be performed after easily confirming that the gear has entered the back. The control of the actuator 52 and the operation source 55 and the control of the visual control units 60a and 60b can be performed exclusively, or can be performed together. Therefore, for example, when the information to be transmitted is a left turn or a change to the left lane, the control unit 15 controls the actuator 52 to rotate left, and as a result, the mechanical tactile stimulation unit 30 moves to the left as a whole. Configure the shape of the traveling wave to travel. Along with this control, the control unit 15 can cause the light emitting unit of the left visual control unit 60a to emit light. As described above, the driver holding the steering wheel 20 feels the mechanical stimulus that the mechanical tactile stimulation unit 30 moves counterclockwise as a whole, and sees the light emitted from the visual control unit 60a of the steering wheel 20. Therefore, the driver can more intuitively recognize that the steering wheel 20 should be operated in the left direction in order to receive a natural stimulus.
以上のように、本発明の実施例3によれば、制御部15は視覚制御部60aおよび60bにより運転者へ情報を伝達することができるため、運転者がステアリングホイール20から掌を離してしまった場合においても、情報を伝達することができる。制御部15はアクチュエータ52および動作源55の制御と視覚制御部60aおよび60bの制御とを排他的に行うこともでき、共に行うこともできる。従って、アクチュエータ52等に基づく触覚刺激と視覚制御部60a等に基づく視覚刺激との複合的な刺激による情報の伝達を運転者へ行うことができる。 As described above, according to the third embodiment of the present invention, the control unit 15 can transmit information to the driver through the visual control units 60a and 60b, so that the driver releases his palm from the steering wheel 20. Even in the case of information, information can be transmitted. The control unit 15 can exclusively perform control of the actuator 52 and the operation source 55 and control of the visual control units 60a and 60b, or both can be performed together. Therefore, information can be transmitted to the driver by a composite stimulus of the tactile stimulus based on the actuator 52 and the like and the visual stimulus based on the visual control unit 60a and the like.
本発明の活用例として、自動車のステアリング装置に適用することができる。 As an application example of the present invention, the present invention can be applied to an automobile steering device.
10 触覚刺激ステアリング装置、 11 複合式情報伝達ステアリング装置、 15 制御部、 20 ステアリングホイール、 30 機械式触覚刺激部、 30a、30b、30n ピンの組、 30a1、30a2、30a3、30a4、30a5、30b1、30b2、30b3、30b4、30b5、30n1、30n2、30n2、30n4、30n5 ピン、 40、45 駆動部、 40aL、40aR、40bL、40bR、40nL、40nR 楕円状の回転体、 46 保持部、 47 波状駆動体、 50、55 動作源、 51 ベルト、 52 アクチュエータ、 60a、60b 視覚制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Tactile stimulation steering apparatus, 11 Compound information transmission steering apparatus, 15 Control part, 20 Steering wheel, 30 Mechanical tactile stimulation part, 30a, 30b, 30n Pin set, 30a1, 30a2, 30a3, 30a4, 30a5, 30b1, 30b2, 30b3, 30b4, 30b5, 30n1, 30n2, 30n2, 30n4, 30n5 pins, 40, 45 driving unit, 40aL, 40aR, 40bL, 40bR, 40nL, 40nR elliptical rotating body, 46 holding unit, 47 wave driving unit 50, 55 Operation source, 51 Belt, 52 Actuator, 60a, 60b Visual control unit.
Claims (6)
前記ステアリングホイールの外周部に設けられた触覚を機械的に刺激する機械式触覚刺激部と、
前記機械式触覚刺激部を駆動する駆動部と、
前記駆動部を動作させる動作源と、
伝達する情報に応じて動作源を制御する制御部とを備えたことを特徴とする情報伝達式ステアリング装置。 An information transmission type steering device for transmitting information via a steering wheel,
A mechanical tactile stimulation unit that mechanically stimulates a tactile sensation provided on the outer periphery of the steering wheel;
A drive unit for driving the mechanical tactile stimulation unit;
An operation source for operating the driving unit;
An information transmission type steering apparatus comprising: a control unit that controls an operation source according to information to be transmitted.
前記駆動部は、前記所定の形状体が載置された楕円形状の回転体を複数個有し、
前記動作源は、複数の前記楕円体の各中心軸に沿って掛け回されたベルトと、該ベルトを回転させる回転部とを備えたことを特徴とする情報伝達式ステアリング装置。 In the information transmission type steering device according to claim 2,
The driving unit includes a plurality of elliptical rotating bodies on which the predetermined shape body is placed,
The information transmission type steering apparatus, wherein the operation source includes a belt wound around each central axis of the plurality of ellipsoids and a rotating unit that rotates the belt.
前記駆動部は、上下駆動可能に保持部に保持された前記所定の形状体を駆動する所定の周期形状の波状移動体であり、
前記動作源は、前記波状移動体を前記ステアリングホイールの外周方向に沿って動作させることを特徴とする情報伝達式ステアリング装置。 In the information transmission type steering device according to claim 2,
The drive unit is a wave-like moving body having a predetermined periodic shape that drives the predetermined shape body held by the holding unit so as to be vertically movable,
The information transmission type steering apparatus, wherein the operation source operates the wave-like moving body along an outer peripheral direction of the steering wheel.
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