情報提示装置
【課題】車両の運転に必要な支援情報を、車両の運転者に伝える情報提示装置を備えた、ステアリングホイールを提供する。
【解決手段】車両の状態を検出する車両状態検出手段と、検出した車両状態情報に基づいて、支援情報を生成する支援情報生成手段と、支援情報に基づいて、ステアリングホイール１に形成されて、運転者に支援情報を伝える触力覚提示手段を備える。ステアリングホイール１は、運転者が把持するホイール部２と、ホイール部２の内部の芯金８と、ホイール部２の外表面を形成する外装部と、ホイール部２の中央に設けられたボス部４とを有し、触力覚提示手段は、外装部の一部である可動裏側外装部、または、上記一部に形成された膨出部を、ホイール部２の周方向に移動させる手段から成る。
【解決手段】車両の状態を検出する車両状態検出手段と、検出した車両状態情報に基づいて、支援情報を生成する支援情報生成手段と、支援情報に基づいて、ステアリングホイール１に形成されて、運転者に支援情報を伝える触力覚提示手段を備える。ステアリングホイール１は、運転者が把持するホイール部２と、ホイール部２の内部の芯金８と、ホイール部２の外表面を形成する外装部と、ホイール部２の中央に設けられたボス部４とを有し、触力覚提示手段は、外装部の一部である可動裏側外装部、または、上記一部に形成された膨出部を、ホイール部２の周方向に移動させる手段から成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者にステアリングホイールを介して、車両の運転に必要な支援情報を伝える情報提示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１と特許文献２とが知られている。特許文献１は、運転者が操舵時に中指で把持している把持部を振動子により振動させて、運転者に的確に警告を与えることが可能なステアリングホイールを提供することを目的としている。
【０００３】
そのために、ステアリングホイールは、操舵時に把持する把持部の部位を振動可能とする振動子を備える構成である。振動子が、５０〜３００Ｈｚの範囲内の振動数で、把持部を振動させて皮膚感覚に知覚させるように構成されている。
【０００４】
特許文献２は、車両の状態に関する警報を運転者に確実に知らせるとともに、分かりやすく伝える車両の警報装置を提供するためのものである。そのために、車両の状態を車両検出装置で検出し、この車両検出装置の車両状態情報に基づいて、運転者に警報を発生する警告表示装置と、車両検出装置の車両状態情報に基づいて車両の状態を伝える車両状態伝達装置とを備えている。
【０００５】
そして、車両状態伝達装置は、車両の状態の変化を、運転者が操作するステアリングホイールを介して触覚情報として運転者に伝達する触覚提示手段を備え、警告表示装置が作動したときに、触覚提示手段を作動させるものである。
【０００６】
具体的には、運転者が操舵時に把持する手掌をマトリックス状の突起物により刺激し、運転者の皮膚感覚に知覚させるものである。突起物の周波数、ストローク、作動パターンは任意に設定可能であり、サイドブレーキの解除忘れや車両のふらつきなどを警告している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６２４６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１４９８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
運転者のステアリングホイールを握る手の触覚には大別して二つあり、皮膚の表面の受容器を刺激する皮膚感覚と、筋肉や骨に力を加えて動かす触力覚とがある。上述のように、特許文献１と特許文献２とが知られているが、共に皮膚感覚の刺激を用いた情報提示装置である。
【０００９】
例えば、個人的なばらつき、怪我の有無、及び手袋の装着の有無等による皮膚感覚の相違により、運転者毎に知覚のばらつきがある。そのため、情報提示装置から伝えられる支援情報の解釈にバラツキを生じるという問題がある。そこで、皮膚の表面の受容器を刺激する皮膚感覚の刺激にとどまらず、筋肉や骨に力を加えて動かす触力覚に働きかける情報提示装置が望まれる。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、運転者毎に知覚のばらつきがあるため情報提示装置から伝えられる支援情報の解釈にバラツキを生じるという問題を解消することを目的とする。
【００１１】
従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、車両の内外からのセンサ情報から車両の状態を検出する車両状態検出手段と、車両状態検出手段が検出した車両の状態に基づいて、車両の運転を支援する支援情報を生成する支援情報生成手段と、車両を操舵するステアリングホイールに設けられ、車両の運転者に支援情報を伝える触力覚提示手段を備え、ステアリングホイールは、運転者に操舵されるホイール部を有し、ホイール部には、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部と、可動部を支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、可動部と駆動部とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きで、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、ステアリングホイールは、ホイール部を有し、ホイール部には、ベース部と、可動部と、可動部を支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、可動部と駆動部とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きで、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせるから、運転者の手の筋肉や骨格を動かすことにより、触力覚を刺激して運転支援を行なうことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、ベース部は、ホイール部の内部に設けられた芯金と、芯金と接合されホイール部の外表面を覆うベース外装部とから構成され、可動部は、ホイール部の外表面を覆い、ベース外装部に対して相対的に移動する可動外装部から構成され、駆動部は、芯金とベース外装部とに対して、可動外装部を相対的に移動させることを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、駆動部は、芯金とベース外装部とに対して、可動外装部を相対的に移動させるから、運転者が把持している可動外装部が動くことにより、触力覚を刺激して運転支援を行なうことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、駆動部は、ベース外装部に対して可動外装部を、ベース外装部と可動外装部との間の隙間の範囲内で、ホイール部の操舵方向に駆動することを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、ベース外装部に対して可動外装部が隙間の範囲内でホイール部の操舵方向に駆動されるから、動く量を隙間の範囲内に規制することができるので、動く量が大きすぎることでステアリングの操舵に悪影響を与えるのを阻止することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、駆動部は、ホイール部内に設けられ支援情報に基づいて可動外装部を引っ張る紐状部材と、紐状部材を駆動する回転体とから成ることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、駆動手段は、可動外装部を引っ張る紐状部材と、紐状部材を駆動する回転体とから成るから、場所をとらない細い紐状部材を、ホイール部の狭い隙間の中に設けて、回転体の動力を可動外装部に伝達することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、ベース部は、ホイール部の輪の中央に設けられたボス部に結合されたベース芯金から成り、可動部は、ベース芯金に対して相対的に移動する可動芯金、及び可動芯金を覆う柔軟性部材で形成された膨出部から成り、駆動部は、ベース芯金に対して可動芯金を相対的に移動させ、可動芯金が柔軟性部材に当接することで形成された膨出部の位置を変化させることを特徴としている。
【００２１】
この発明によれば、駆動部は、ベース芯金に対して可動芯金を相対的に移動させ、可動芯金の周りの柔軟性部材で形成された膨出部の位置を変化させるから、膨出部の位置が変化することによって、膨出部を把持する手の筋肉や骨格を動かすことができ、触力覚を刺激して運転支援を行なうことができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明では、可動芯金は、膨出部の内部で転動する転動ローラを有し、転動ローラの外周面が膨出部の内面に沿って転動しながら膨出部の位置を変化させることを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、転動ローラの外周面が膨出部に沿って転がりながら移動することで、膨出部と転動ローラ間の摩擦抵抗が少なくなり、転動ローラの移動に大きな力を必要としない。
【００２４】
請求項７に記載の発明では、駆動部は、ホイール部内に設けられ支援情報に基づいて可動芯金を引っ張る紐状部材と、該紐状部材を駆動する回転体とを備えることを特徴としている。
【００２５】
この発明によれば、駆動部は、支援情報に基づいて可動芯金を引っ張る紐状部材と、紐状部材を駆動する回転体とを備えるから、場所をとらない細い紐状部材で回転体の動力を可動芯金に伝達することができるため、ホイール部の狭い隙間の中で可動芯金を動かすことができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明では、車両状態検出手段は、車両に対向する物体に対する車両の走行位置を検出し、支援情報生成手段は、車両の走行位置に基づいてステアリングホイールを操舵すべき方向を提示する支援情報を生成することを特徴としている。
【００２７】
この発明によれば、車両の走行位置に基づいてステアリングホイールを操舵すべき方向を示す支援情報を生成するから、支援情報に基づいて、車両を操舵するホイール部の可動部を、ベース部に対して相対的に移動させることができ、操舵すべき方向を、触力覚を通して、運転者に提示することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明では、触力覚提示手段の可動部の動きで、ステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせるときに、可動部を小刻みに往復運動させることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、可動部を小刻みに往復運動した後に操舵すべき方向を運転者に知らせることができるから、運転支援のための触力覚の刺激に気が付き易い。
【００３０】
請求項１０に記載の発明では、ステアリングホイールのホイール部に、ホイール部を包み込むステアリングカバーを有し、ステアリングカバー内に、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部と、可動部を支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、可動部と駆動部とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きでステアリングカバーの表面を駆動し、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、ステアリングカバー内に、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部と、可動部を支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、可動部と駆動部とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きでステアリングカバーの表面を駆動し、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせるから、ステアリングホイールに後付されたステアリングカバーを活用して、触力覚提示手段を構成することができる。
【００３２】
請求項１１に記載の発明では、ステアリングカバーは、ステアリングカバーの表面を構成する表側シートと裏側シートを重ねて、表側シートと裏側シートとの間に複数の駆動部の少なくとも一部が配設されて構成され、ベース部は、ステアリングカバーの裏側シートから成り、可動部は裏側シートに重ねられた表側シートから成ることを特徴としている。
【００３３】
この発明によれば、ベース部はステアリングカバーの裏側シートから成り、可動部は裏側シートに重ねられた表側シートから成り、駆動部のすくなくとも一部は裏側シートと表側シートの間に配設されているから、車両乗員の手に触れる表側シートを介して、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせるから、運転者の手の筋肉や骨格を動かすことにより、触力覚を刺激して運転支援を行なうことができる。
【００３４】
請求項１２に記載の発明では、駆動部は、裏側シートに対して表側シートを相対的に動かす電歪素子を利用した高分子アクチュエータからなることを特徴としている。
【００３５】
この発明によれば、駆動部は、電歪素子を利用した高分子アクチュエータからなるから、小型で可撓性を持たせることができ、ステアリングカバー内に収納し易い。
【００３６】
請求項１３に記載の発明では、駆動部に対する給電は、ステアリングホイールのスポーク部に沿って敷設されたケーブルで行われていることを特徴としている。
【００３７】
この発明によれば、駆動部に対する給電は、ステアリングホイールのスポーク部に沿ったケーブルで行っているから、ケーブルがステアリング操作に影響しないようにすることができる。
【００３８】
請求項１４に記載の発明では、駆動部に対する給電は、ステアリングホイールに取り付けられたアンテナを介して無線で行われていることを特徴としている。
【００３９】
この発明によれば、駆動部に対する給電は、ステアリングホイールに取り付けられたアンテナを介して無線で行われているから、給電部の配線がステアリング操作に影響しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態の情報提示装置に使用するステアリングホイールの構造を模式的に示す正面図である。
【図２】図１のステアリングホイールの運転者の手で握られる可能性が高い部分の外装部等を直線的に示す模式構成図である。
【図３】図１のＺ３―Ｚ３線に沿う断面図である。
【図４】図１のステアリングホイールの背面図である。
【図５】上記第１実施形態の情報提示装置の全体ブロック図である。
【図６】図５に示した支援情報生成手段の中で実行される制御フローを示すフローチャートである。
【図７】上記第１実施形態において、自車がセンターライン寄りを走行しているときの左回転を促す触力覚提示を行なうときの説明図である。
【図８】上記第１実施形態において、自車が路肩寄りを走行しているときのステアリングホイールの右回転操作を促す触力覚提示を行なうときの説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の情報提示装置に使用するステアリングホイールの内部構造を透過して示す模式的斜視図である。
【図１０】図９の矢印Ｚ１０−Ｚ１０線に沿うステアリングホイールのホイール部の一部断面斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に使用するステアリングホイールの図２相当部分の内部を模式的に示す模式構成図である。
【図１２】図２の外装部等のその他の例を示す模式構成図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に用いる高分子で形成された電歪素子の作動状態を示す説明図である。
【図１４】上記第４実施形態において、電歪素子でステアリングカバーを時計回転方向に駆動する状態を説明する模式説明図である。
【図１５】上記第４実施形態において、電歪素子でステアリングカバーを反時計回転方向に駆動する状態を説明する模式説明図である。
【図１６】上記第４実施形態において、ステアリングカバーを平面状に展開した状態を図１７の矢印Ｙ１７方向から見て模式的に示す一部破砕斜視図である。
【図１７】上記第４実施形態において、展開されたステアリングカバーをステアリングホイールに巻きつけて取り付けている状態を示す斜視図である。
【図１８】上記第４実施形態において、ステアリングカバーをステアリングホイールに巻き付け、縫い付けが終了した取り付け完成図である。
【図１９】有線式で給電する構成を示す本発明の情報提示装置の各実施形態に採用可能な給電構造を示す模式図である。
【図２０】無線式で給電する構成を示す本発明の情報提示装置の各実施形態に採用可能な給電構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
【００４２】
各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００４３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図８を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の情報提示装置に使用するステアリングホイールの構造を模式的に示す正面図である。図２は、図１のステアリングホイールの運転者の手で握られる図１のホイール部２のＲ１部分の外装部を直線化して模式的に示す斜視図である。
【００４４】
図１において、自動車のステアリングホイール１は、外周が手で握られるホイール部２と、ホイール部２に連結された４箇所のスポーク部３と、スポーク部３の真ん中に取り付けられたボス部（ステアリングホイール基部）４とを有する。
【００４５】
この第１実施形態においては、ボス部４に、ホイール部２の外装部の一部を矢印Ｙ１にて示す周方向に動かすための駆動用モータを内蔵する回転駆動部５が装備されている。そして、この駆動用モータの力でホイール部２内を円周方向に移動する紐状部材６（ボールチェーン６とも言い、駆動部の一部を構成する）が設けられている。
【００４６】
図１のステアリングホイール１において、一点鎖線で囲った領域Ｒ１は、運転者の手で把持されることが多い把持部７の一部である。この把持部７を成すホイール部２の外装部の一部は、他の外装部に対して周方向に移動可能となっている。
【００４７】
図２において、ホイール部２の外装部の一部（裏側外装部２ｂ）は、他の外装部（表側外装部２ａ）に対して、凹凸嵌合部２ｃで結合しており、図２のホイール部２の外周に沿う周方向（矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向）にのみ、外装部の一部（裏側外装部２ｂ）は、他の外装部（表側外装部２ａ）に対して動き得る構成となって、後述する触力覚提示手段の可動部を構成している。
【００４８】
凹凸嵌合部２ｃによって、表側外装部２ａと裏側外装部２ｂとは矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向の相対的な移動は可能であるが、表側外装部２ａと裏側外装部２ｂとが分離しないように、一方の凸部が他方の凹部に互いに嵌合している。
【００４９】
外装部（表側外装部２ａ及び裏側外装部２ｂ）は、ウレタン樹脂またはポリプロピレンから構成されている。そして、上記触覚提示手段は、少なくとも運転者が直進操舵時に把持するステアリングホイール１のホイール部２の所定領域（時計の長針と短針とが１０時１０分を示す針の位置と、時計の長針と短針とが８時２０分を示す針の位置とで囲まれる領域）内に構成されている。
【００５０】
図１のホイール部２の内部には、芯金を構成するホイール部芯金８が設けけられている。このホイール部芯金８は、鋼やマグネシウム合金からなる円環状金属棒からなるが、図２においては、ホイール部芯金８となる円環状金属棒は、直線状に模式化されて図示されている。
【００５１】
このステアリングホイール１のホイール部芯金８とホイール部２の外装部の一部となる表側外装部２ａとは、操舵時に一体に回転し、この回転は、複数のスポーク部３（図１では４本）を介してボス部４に伝わり、ボス部４から操舵のための回転力が図示しないステアリングシャフト（ステアリングホイールとステアリングギヤボックスをつなぐ軸でコラムシャフトとも呼ばれる）に伝達されるようになっている。
【００５２】
なお、図２の表側外装部２ａのウレタン樹脂をホイール部芯金８と結合して一体にする理由は、操舵時の回転力と姿勢保持の荷重を表側外装部２ａからホイール部芯金８、さらにスポーク部３、ボス部４、及びステアリングシャフトに伝える必要があるためである。
【００５３】
図２の矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向の表側外装部２ａの回転は、直接車両の操舵に影響するが、ホイール部２の表側外装部２ａと凹凸嵌合部２ｃで結合している裏側外装部２ｂの矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向の表側外装部２ａに対する回転ずれは、直接車両の操舵に影響せずに、運転者に対する支援情報を伝達する役割を果たす。上記回転ずれは、外装部の一部である裏側外装部２ｂを、ホイール部２の外周の周方向に、支援情報に基づいて移動させることで生じる。
【００５４】
なお、回転ずれを引き起こす裏側外装部２ｂには、こぶ状の凹凸面が形成してありステアリングホイール１のホイール部２を握り易くしている。また、この裏側外装部２ｂの表側外装部２ａに対する回転ずれは、ステアリングホイール１内で完結する動きであって、ステアリングシャフトには何ら直接的な駆動力の伝達を引き起こさない。
【００５５】
ステアリングホイール１のホイール部２の外装部２ａ、２ｂを握って運転しているときに、裏側外装部２ｂの表側外装部２ａに対する図２の矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向の回転ずれが発生すると、この回転ずれは、ステアリングホイール１側から、運転者の指または掌に伝わる。
【００５６】
このときに、皮膚の表面の受容器を刺激する皮膚感覚の刺激にとどまらず、筋肉や骨に力を加えて動かす触力覚に働きかけて、ステアリングホイール１を回転ずれ方向に操舵するように促がすことができる。よって、後述するように、車線から外れた車両の位置を、元に戻すように操舵することを促す等して運転支援を行なうことができる。
【００５７】
次に、上記回転ずれを引き起こす構造について説明する。図１において、ボス部４の内部には駆動源となる図示しない中空のステッピングモータが設けられている。このステッピングモータによって、遊星歯車機構の中空の太陽歯車が回転し、その周りの遊星歯車を介して外周にボールチェーン６を駆動する本発明の回転体を成すボールチェーン用スプロケット（以下、単にスプロケットと言う）１０が形成された外側歯車が回転する。スプロケット１０は、ボールチェーン６からなる紐状部材を駆動する回転体を構成している。
【００５８】
ステッピングモータと遊星歯車機構の中空部にはステアリングシャフトが貫通する。つまり、ステアリングシャフトの周囲の空間にステッピングモータと遊星歯車機構が設けられている。
【００５９】
ステッピングモータの回転に応じて、遊星歯車減速機が回転し、この遊星歯車減速機の出力側のスプロケット１０が回転する。このようなスプロケット１０とボールチェーン６を使用した駆動機構は特許第３０６４４８６号公報等に開示されている。
【００６０】
ボールチェーン６は市販されており、図２のように複数のボール状の係止部材６ａが、ワイヤロープ６ｂに等間隔に固着されたものである。ボールチェーン６を駆動するスプロケット１０（図１）は、外周にボールチェーン６のボール状の係止部材６ａを係止するための複数の凹部を有し、凹部相互間にはＶ字状の溝を有する突起が形成されており、突起のＶ字状の溝にボールチェーン６のワイヤロープ６ｂ（図２）が保持されている。
【００６１】
図１において、図示しないステッピングモータが制御装置からの駆動信号により回転すると、遊星歯車減速機を介してスプロケット１０が回転し、ボールチェーン６が駆動される。ボールチェーン６は、ステアリングホイール１のボス部４からスポーク部３を通りホイール部２内に張りめぐらされている。
【００６２】
２個の定滑車（ローラ）１１、１２は、ボールチェーン６を案内して、ホイール部２から出たボールチェーン６の部分を、スポーク部３内を通り、ボス部４のスプロケット１０に導いている。
【００６３】
図３は、図１のＺ３―Ｚ３線に沿う一部断面斜視図である。ホイール部２内の金属リングからなるホイール部芯金８は、図３のようにステアリングホイール１のホイール部２の表側外装部２ａのウレタン樹脂内に一部が埋設されて結合されている。また、裏側外装部２ｂと表側外装部２ａとは相対的に設定された寸法だけ図３のステアリングホイールの周方向Ｙ３方向に摺動可能である。
【００６４】
裏側外装部２ｂと表側外装部２ａとの間の空間部２ｄには、ボールチェーン６が移動可能に配設されている。ボールチェーン６は、表側外装部２ａに対して摺動可能とされた裏側外装部２ｂに連結されている。
【００６５】
従って、スプロケット１０（図１）の回転によりボールチェーン６が図３の周方向Ｙ３に移動すると、表側外装部２ａに対して裏側外装部２ｂが摺動して動く。この動く裏側外装部２ｂは、図１の定滑車１１、１２相互間の約１２０度の範囲にわたって存在する。この約１２０度のホイール部２部分は、運転者によって運転中に把持される部分である。
【００６６】
図４は、図１のステアリングホイールの背面図である。図４において、定滑車１１、１２間の約１２０度の範囲にある裏側外装部２ｂは、可動裏側外装部２ｂ１として構成され、表側外装部２ａ（図１）に対して摺動可能とされている。一方、他の約６０度の部分は固定裏側外装部２ｂ２として構成され、この固定裏側外装部２ｂ２と表側外装部２ａとは結合されている。
【００６７】
つまり、裏側外装部２ｂの一部である約１２０度の範囲内に存在する可動裏側外装部２ｂ１を動かし、裏側外装部２ｂの残部である約６０度の範囲内に存在する固定裏側外装部２ｂ２は、表側外装部２ａに結合させた固定部としている。
【００６８】
これら可動裏側外装部２ｂ１と固定裏側外装部２ｂ２との間には、図４のように、周方向の隙間Ｇ１、Ｇ２が設定され、この隙間Ｇ１、Ｇ２内の約１２０度の範囲内で、可動裏側外装部２ｂ１が固定裏側外装部２ｂ２に対して、隙間Ｇ１、Ｇ２の各々の隙間寸法分だけずれるように摺動可能である。
【００６９】
図５は、この第１実施形態の情報提示装置２０の全体ブロック図であり、図６は図５に示した支援情報生成手段２３の中で実行される制御フローを示すフローチャートである。また、図７は、上記第１実施形態の情報提示装置を用いて、自車がセンターライン寄りを走行しているときのステアリングホイール１の左回転を促す触力覚提示を行なうときの説明図である。更に、図８は、自車が路肩寄りを走行しているときのステアリングホイール１の右回転操作を促す触力覚提示を行なうときの説明図である。
【００７０】
図５において、車両内外センサ２１には、車両の位置を検出するＧＰＳセンサ、車線に位置を検出する車線センサ、路肩の位置を検出する路肩センサ、車両の前方及び後方等の障害物を検出する障害物センサなどが設けられている。なお、この種のセンサにはカメラも含まれる。
【００７１】
このような車両内外センサ２１からのセンサ情報は、車両状態検出手段２２に入力される。この車両状態検出手段２２としては、例えばナビゲーション装置、車線路肩監視走行制御装置、車両前方後方監視装置等である。
【００７２】
これらの車両状態検出手段２２の信号は支援情報生成手段２３に送信され、この支援情報生成手段２３の制御信号により触力覚提示手段２４内の図１のスプロケット１０を駆動するステッピングモータが駆動される。支援情報生成手段２３内では、図６に示した制御フローに従って触力覚提示の必要性を判断している。
【００７３】
図６において、制御がスタートすると、ステップＳ１において、車両状態情報が取得されたか否かを判断する。例えば、図４の車両状態検出手段２２が車線路肩監視走行制御装置である場合においては、図６のステップＳ１において、車線または路肩情報を取得したか否かを判断する。
【００７４】
図７は、車両状態検出手段２２を構成する車線路肩監視走行制御装置においてセンターライン２５を監視して必要な触力覚提示を行なう場合を示す説明図であり、図７の（ａ）は自車２６がセンターライン２５に寄り過ぎている走行状態を示し、図７の（ｂ）は、そのときのステアリングホイール１の図４における可動裏側外装部２ｂ１の回転ずれによる左回転を促す触力覚提示を説明している。
【００７５】
また、図８は、車両状態検出手段２２を構成する車線路肩監視走行制御装置において路肩２７を監視して必要な触力覚提示を行なう場合を示す説明図であり、図８の（ａ）は自車２６が路肩２７に寄り過ぎている走行状態を示し、図８の（ｂ）は、そのときのステアリングホイール１の右回転を促す触力覚提示を説明している。
【００７６】
図６のステップＳ１において、車線または路肩情報等が取得されている場合は、ＹＥＳとなって、ステップＳ２において、運転支援の必要性があるか否かを判断する。ここでは、例えば、検出された図７のセンターライン２５に対し自車２６の位置が設定された値以上にセンターライン２５寄りに走行している場合、または、検出された図８の路肩２７に対し自車２６の位置が設定された値以上に路肩２７寄りに走行している場合が運転支援の
必要性有りと判断される。
【００７７】
図６のステップＳ３においては、運転支援の必要性有りと判断された内容に従って、触力覚の種類があらかじめ定めたマップの中から選択され、図７、図８のステアリングホイール１のボス部４内部に装着した触力覚提示手段に制御信号が出力される。
【００７８】
触力覚提示手段を成すステアリングホイール触力覚制御装置は、前述したように、図１、図４のステアリングホイール１のボス部４内のステッピングモータに駆動信号が入力されると、ステッピングモータを設定された回転量だけ左回転または右回転させ、遊星歯車減速機を介してスプロケット１０を左回転または右回転させて、ボールチェーン６を設定された方向に設定量だけ駆動する。
【００７９】
これにより、ステアリングホイール２の表側外装部２ａとホイール部芯金８と固定裏側外装部２ｂ２とを動かさずに、可動裏側外装部２ｂ１のみを設定された図４の隙間Ｇ１、Ｇ２分だけ左または右回転方向に動かす（回転ずれを引き起こす）ことができ、ステアリングホイール２を握って運転している運転者の筋肉や骨に力を加えて、運転者の触力覚を刺激しステアリングホイール１をあるべき方向に操舵するよう促すことができる。
【００８０】
このようにして、上記第１実施形態では、指等の触覚受容器としてのパチニ小体のみを刺激するのでなくマッサージ機のように筋肉や骨格を動かすことにより触力覚をも刺激して運転支援を行なう支援情報を提示することができる。これにより、手に怪我をして包帯を巻いているとか手袋を装着している場合であっても、的確に支援情報を提示することができる。
【００８１】
以上のように、ステアリングホイール１のホイール部２のホイール部芯金８以外の外装部を、表側外装部２ａと裏側が外装部２ｂに分け、表側外装部２ａは、操舵時の回転力と姿勢保持の荷重をホイール部芯金８、ひいてはステアリングシャフトに伝える必要があるためホイール部芯金８と一体化している。
【００８２】
一方、裏側外装部２ｂは、表側外装部２ａに比べて自由度があり、かつ操舵がし易いように表面に膨出部（コブ）があるため、触力覚提示のアクチュエータとしての使用に適している。そして、固定された表側外装部２ａに対して、アクチュエータとしての裏側外装部２ｂがスライド回転する構造とすることで、運転者の指に対して回転方向を示唆する触力覚提示が可能になる。
【００８３】
なお、上記第１実施形態では、ホイール部のベース部を表側外装部２ａと、固定裏側外装部２ｂ２と、ホイール部芯金８とで構成している。また、ベース部に対して相対的に移動する可動部を、可動裏側外装部２ｂ１で構成している。
【００８４】
また、駆動部を可動裏側外装部２ｂ１に結合されて可動裏側外装部２ｂ１を引っ張ることにより駆動する紐状部材６と、紐状部材を駆動するスプロケット１０（回転体）で構成している。
【００８５】
また、ベース外装部は、表側外装部２ａと、固定裏側外装部２ｂ２とから構成され、可動外装部は、可動裏側外装部２ｂ１から構成されている。また、ベース芯金は、ホイール部芯金８から構成されている。
【００８６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。
【００８７】
図９は、本発明の第２実施形態の情報提示装置に使用するステアリングホイール１の内部構造を模式的に透過させて示す斜視図である。図９において、ステアリングホイール構造および力覚提示手段の搭載位置は、第１実施形態と同様である。
【００８８】
なお、図９においては、ステアリングホイールに装着されたエアバッグ装置類と、これらを覆うパッド状のリッドと、スポーク部の外装部の一部とを取り除いて図示している。
【００８９】
この第２実施形態ではボールチェーン６の敷設範囲を第１実施形態よりも狭く設定し、かつ、ホイール部内ローラ１１、１２以外にスプロケット１０に隣接した駆動原側ローラ３０、３１を２個追加して、定滑車（ローラ）を合計４個使用している。
【００９０】
図１０は、図９の矢印Ｚ１０−Ｚ１０線に沿うステアリングホイール１のホイール部２の一部断面斜視図である。表側外装部２ａを構成するウレタン樹脂の一部は、裏側外装部２ｂを構成するウレタン樹脂の凹部内に嵌合している。
【００９１】
固定側の表側外装部２ａに対し裏側外装部２ｂが矢印Ｙ１０方向にスライドが可能なように隙間Ｇ２が設けられている。この隙間Ｇ２に相当する分だけ、裏側外装部２ｂが、図９のボールチェーン６に引かれてスライドし、運転者の触力覚を刺激する。
【００９２】
この第２実施形態においても、ボールチェーン６とステアリングホイール１のホイール部２の裏側外装部２ｂとが結合しており、裏側外装部２ｂの少なくとも一部が表側外装部２ａ、及び図示しないホイール部芯金（図３の８相当）に対して相対的に移動可能に構成されている。
【００９３】
これにより、第１実施形態と同様に、表側外装部２ａとホイール部芯金（８）と裏側外装部２ｂとが操舵時に回転して、この回転を図示しないステアリングシャフトに伝達する。これに対して運転支援装置の支援情報によりステアリングホイール１を握る手の指が当
たるこぶ状の膨出部が形成された裏側外装部２ｂの一部が、表側外装部２ａに対して回転
ずれを引き起こすようにスライドし、操舵の方向を運転者に知らせることができる。
【００９４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図１１は、本発明の第３実施形態を示す図２相当部の構成を示しており、ステアリングホイールの運転者の手で握られる可能性が高い部分の外装部２ａｂの内部を模式的に示す模式構成図である。なお、実際には円弧状の形状を直線状に模式して図示している。
【００９５】
図１１において、外装部２ａｂは裏側と表側の区別がない筒状の柔軟性のあるウレタン樹脂またはポリプロピレンから成る。このチューブ状の外装部２ａｂの内部に可動ホイール部芯金８１が実際は円弧状（図１１は直線状に模式化）に設けられている。３８は、スポーク部（３相当）の内部に設けられたスポーク芯金である。
【００９６】
可動ホイール部芯金８１の一部は二股状部分８１ａ、８１ｂに分離され、ピン３２ａと、ピン３２ａ上を回転する移動部材を成す転動ローラ３２とが設けられている。可動ホイール部芯金８１は、図示しないボールチェーン（６相当）に結合され、矢印Ｙ１１の方向にスライド可能とされている。この可動ホイール部芯金８１が動いても、スポーク芯金３８と連結されたステアリングシャフトが動くわけではない。なお、スポーク部芯金３８は、スポーク部の内部と運転者に把持されるホイール部内に延在するが、図１１ではスポーク部芯金３８の一部のみを図示している。
【００９７】
転動ローラ３２は外装部２ａｂの内部で移動し、転動ローラ３２の外周面が外装部２ａｂに沿って転がりながら移動することで外装部２ａｂ表面の膨出部３３、３４が移動する。転動ローラ３２の転がり移動によって、転動ローラ３２の移動に大きな力を必要としない。
【００９８】
ステアリングシャフトは、スポーク芯金３８や図示しない固定ホイール部芯金と連結されて固定部を構成している。この固定部に対して相対的に所定量移動可能に可動部となる可動ホイール部芯金８１が構成されている
可動ホイール部芯金８１と上記図示しない固定ホイール部芯金とで全体として丸いホイール部芯金が形成されている。可動ホイール部芯金８１と上記固定ホイール部芯金との間には隙間（図４のＧ１、Ｇ２相当）が設けられている。
【００９９】
可動ホイール部芯金８１を動かすと、転動ローラ３２が可撓性のある外装部２ａｂ内で動き、転動ローラ３２の表面が外装部２ａｂに当接することにより形成されている外装部２ａｂの外周の膨出部３３、３４が移動する。
【０１００】
これにより、可動ホイール部芯金８１のわずかな（隙間Ｇ１、Ｇ２相当分の）矢印方向Ｙ１１（図１１）の動きに連動して、外装部２ａｂの外周の膨出部３３、３４が移動する。
【０１０１】
なお、膨出部３３、３４が移動してもステアイングシャフトまで移動することはない。膨出部３３、３４の移動により、運転者の指の筋肉や骨が動いて触力覚を刺激することができる。また、膨出部３３、３４、及び転動ローラ３２は図１１のように複数設けることが望ましい。
【０１０２】
以上のように、第３実施形態は、外装部２ａｂをなすウレタン樹脂部材の内側に膨出部（こぶ部）生成機構を成す転動ローラ３２が設けられている。ウレタン部材は、突起状の転動ローラ３２に対して伸縮可能な材質となっており、膨出部生成機構をなす転動ローラ３２の移動にともないステアリングホイール（１）のホイール部（２）の膨出部３３、３４の位置が移動する。なお、膨出部３３、３４の大きさ、膨出部３３と膨出部３４相互の間隔、移動速度、移動方向は任意に設定することができる。
【０１０３】
以上、触力覚提示内容をステアリングホイールの回転方向に絞り、また知覚（解釈）のバラツキが少ない触力覚を用いることより、運転者に対してより確実、かつより分かり易く支援情報を伝えることができる。
【０１０４】
なお、上記第３実施形態では、ホイール部のベース芯金をスポーク芯金３８で構成し、ベース芯金に対して相対的に移動する可動芯金を、可動ホイール部芯金８１で構成している。また、駆動部を可動ホイール部芯金８１に結合されて可動ホイール部芯金８１を引っ張ることにより駆動する紐状部材（６）と、紐状部材（６）を駆動するスプロケット（回転体１０）で構成している。また、可動芯金を覆う柔軟性部材は、チューブ状の外装部２ａｂで形成されている。
【０１０５】
（第４実施形態）
次に、電歪素子（高分子アクチュエータ）を使用した本発明の第４実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図１３は、本発明の第４実施形態に用いる高分子で形成された電歪素子からなるソフトアクチュエータ４０の作動状態を示す説明図、図１４は、第４実施形態においてソフトアクチュエータ４０でステアリングカバー４２を時計回転方向に駆動する状態を説明する模式説明図、図１５は第４実施形態においてソフトアクチュエータ４０でステアリングカバー４２を反時計回転方向に駆動する状態を説明する模式説明図である。
【０１０６】
図１６は、第４実施形態において、ステアリングカバーを平面状に展開した状態を図１７の矢印Ｙ１７方向から見て示す一部破砕斜視図である。図１７は展開されたステアリングカバー４２をステアリングホイール１に巻きつけて取り付ける状態を示す斜視図、図１８は図１４の巻き付け及び縫い付けが終了した取り付け完成図である。
【０１０７】
人工筋肉には、圧電式、形状記憶合金、静電式、圧空式など様々なタイプが存在するが、合成樹脂など高分子を用いたものが使用され、ソフトアクチュエータと呼ばれる。この第４実施形態は、駆動部としてソフトアクチュエータ４０を使用している。
【０１０８】
図１３は、高分子材料からなる誘電体を使用したソフトアクチュエータ４０の原理を示している。誘電エラストマーに強い電場を加えると電場の方向に収縮し、電場と垂直な方向には膨張して応力を生じることが知られている。
【０１０９】
２枚の電極板４１ａ、４１ｂの間に高分子の誘電体４０ａを挟み、電圧をかけると、帯電し電極間に引力が生じ、誘電体４０ａが押しつぶされて面方向に膨張する。このような 誘電体４０ａからなるソフトアクチュエータ４０が、可撓性のある合成樹脂またはゴムからなる後述する２枚のシートの間に多数敷き詰められ糸で縫いつけられている。
【０１１０】
図１４から図１５では図示を省略しているが、フレキシブルプリント基板で、ソフトアクチュエータ４０の電極板４１ａ、４１ｂ（図１３）に配線している。図１４に示したように、ステアリングカバー４２の表側シート４２１には、ソフトアクチュエータ４０の誘電体４０ａの前進側（図１４右側）の一端が縫い付けられ、ソフトアクチュエータ４０の誘電体４０ａの他端は裏側シート４２２に縫い付けられている。
【０１１１】
電圧を印加しない状態では、ソフトアクチュエータ４０は図１３の（ａ）および図１４の（ａ）の状態にあり、電圧を印加すると、図１３の（ｂ）および図１４の（ｂ）のように、誘電体４０ａが面方向である図１３の矢印Ｙ１３、Ｙ１４方向に膨張する。これにより、ステアリングカバー４２の表側シート４２１と裏側シート４２２の間にずれが生じる。
【０１１２】
裏側シート４２２がステアリングホイール１（図１７）に接合されているため、表側シート４２１は図１４の（ｂ）の矢印Ｙ１４方向に移動する。図１５では、電圧を印加すると誘電体４０ａが面方向である図１５の左方向に膨張する。これにより、図１５の（ｂ）のように、ステアリングカバー４２の裏側シート４２２と表側シート４２１の間にずれが生じる。裏側シート４２２がステアリングホイール１に接合されているため表側シート４２１は図１５の（ｂ）の矢印Ｙ１５方向に移動する。
【０１１３】
図１６は、帯状のステアリングカバー４２の一部（ステアリングホイール上部１Ｕに接合される一部）を図１７の矢印Ｙ１７方向から見た状態を示している。この図１６に示すように裏側シート４２２と表側シート４２１の間に、多数のソフトアクチュエータ４０を敷き詰め、これらのシート４２１、４２２からなるステアリングカバー４２は、全体としてリング状にステアリングホイール１に巻き付けて装着される。
【０１１４】
図１６において、ステアリングホイール１の車両進行方向側（乗員から見て裏側）のステアリングホイール１の部位に位置するソフトアクチュエータ４０（図１６上列側）は、表側シート４２１を矢印Ｙ１６１のように反時計回転させる。また、図１６において、ステアリングホイール１の車両進行方向と反対側、つまり運転者側に位置するソフトアクチュエータ４０（図１６下列側）は、表側シート４２１を矢印Ｙ１６２のように時計回転させる。
【０１１５】
図１７は、ステアリングホイール１にステアリングカバー４２を巻き付けた状態を示している。裏側シート４２２の裏面はステアリングホイール１に密着し易いように接着材が塗布されている。
【０１１６】
図１８は、糸でステアリングカバー４２内周側を糸で縫いつけ、取付けが完了した状態を示している。図１８において、力覚提示手段はステアリングカバー４２の少なくとも把持部に形成され、ステアリングカバー４２の表側カバー４２１が、支援情報に基づいて、矢印Ｙ１８１および矢印Ｙ１８２のように円周方向に変位する。
【０１１７】
次に、第４実施形態の作動について、図５から図８を援用して説明する。情報提示装置２０（図５）の支援情報生成手段２３は、触力覚提示手段２４を構成するステアリングカバー４２内の誘電体４０ａからなるアクチュエータ４０の電極板に駆動信号を入力する。
【０１１８】
図７のように、車両がセンターラインよりに走行していてステアリングを反時計方向に回転させ、車両を道路の外側に移動させる必要のあるときは、図１５の反時計回転用アクチュエータ４０に電圧が印加され、図１４の時計方向回転用アクチュエータ４０には電圧が印加されない。
【０１１９】
これにより、図１６のステアリングカバー４２における表側シート４２１の車両進行方向側が反時計方向に所定量位置ずれし、表側シート４２１の運転者側は停止したままとなる。これにより、エラストマーからなるステアリングカバー４２が捩れ、乗員の中指内側に反時計方向の回転力が伝達され、ステアリングホイール１を反時計方向（図１８の矢印Ｙ１８２方向）に回転させることが情報伝達される。
【０１２０】
次に、図８のように、車両が路側帯よりに走行していてステアリングホイール１を時計方向に回転させ、車両を道路の内側に移動させる必要のあるときは図１４の時計回転用アクチュエータ４０に電圧が印加され、図１５の反時計方向回転用アクチュエータ４０には電圧が印加されない。
【０１２１】
これにより、図１６のステアリングカバー４２における表側シート４２１の運転者側が時計方向に所定量位置ずれし、表側シート４２１の車両進行方向側は停止したままとなる。よって、エラストマーからなるステアリングカバー４２が捩れ、乗員の親指等の内側に時計方向の回転力が伝達され、ステアリングホイール１を時計方向（図１８の矢印Ｙ１８１方向）に回転させることが情報伝達される。
【０１２２】
次に、ステアリングホイール１に設けたアクチュエータ等への給電方法について説明する。図１９は、有線式で給電する構成を示す本発明の情報提示装置の各実施形態に採用可能な給電構造を示す模式図である。
【０１２３】
上記第４実施形態は、情報提示装置が単純なアクチュエータであり、ステアリングホイール外に設置された図５の支援情報生成手段２３をなすＥＣＵ（電子制御ユニットからなるコンとローラ）からの指令で、アクチュエータ４０が動作する。
【０１２４】
この場合は、図１９の（ａ）のように、アクチュエータのオンオフ情報を有する電源線４５は、ステアリングホイール１内のアクチュエータからスポーク部３に沿って、ステアリングホイール中央の警報器（ホーン）用スイッチ部の下方までスパイラルケーブルで配線すればよい。この場合、情報提示装置のアクチュエータは、コントローラ（別体ＥＣＵ）からの指令で動作する。
【０１２５】
以上のように、第４実施形態においては、車両の内外からのセンサ情報から車両の状態を検出する車両状態検出手段が車両計器板内等に設けられている。この車両状態検出手段が検出した車両の状態に基づいて、車両の運転を支援する支援情報を生成する支援情報生成手段（コントローラとなるＥＣＵ）と、車両を操舵するステアリングホイール１に設けられ、車両の運転者に支援情報を伝える触力覚提示手段としてのステアリングカバー４２を備える。
【０１２６】
ステアリングホイール１は、運転者に操舵されるホイール部を有し、ホイール部には、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部を成すステアリングカバー４２の表側シート４２１が設けられている。また、表側シート４２１を支援情報に基づいて駆動する駆動部としてのソフトアクチュエータ４０を有する。
【０１２７】
このソフトアクチュエータ４０は、高分子材料から成る誘電体を有する。可動部を成す特にステアリングカバー４２の表側シート４２１と駆動部となるソフトアクチュエータ４０とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きで、少なくともステアリングホイール１を操舵すべき方向を運転者に知らせることができる。
【０１２８】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第１実施形態では、図２の表側外装部２ａがホイール部芯金８に固定され、凹凸のある裏側外装部２ｂが、表側外装部２ａに対して、回転ずれを引き起こすようにしたが、反対に、裏側外装部２ｂをホイール部芯金８に固定し、表側外装部２ａが、裏側外装部２ｂに対して、回転ずれを引き起こすようにしてもよい。
【０１２９】
また、上述の第１実施形態では、図１のボールチェーン６を約１２０度の範囲に亘りホイール部２内に張り巡らしたが、ボールチェーン６は、ワイヤ状またはベルト状の紐状部材であればよく、周方向の動きを、移動させるべきホイール部の可動部に伝達できるものであれば良い。
【０１３０】
また、紐状部材のスプロケット１０に係合する部分のみがボールチェーン６やタイミングベルトのように歯車やスプロケット１０からなる回転体に結合できればよく、他の部分は回転体に結合するための複数のボールや複数の突起がないワイヤ状ないし紐状部材であってもよい。
【０１３１】
また、表側外装部２ａと裏側外装部２ｂとを摺動可能としているが、摺動部分の摺動抵抗を少なくするために、２層成形して摺動抵抗の少ない樹脂同士を接触させるか、または、摺動面に金属めっき等を施して摺動し易くも良い。
【０１３２】
上述の第１実施形態では、図１の定滑車１１、１２間の約１２０度の範囲にある裏側外装部２ｂの一部を表側外装部２ａに対して摺動可能として、他の部分は、固定部として裏側外装部と表側外装部とを結合させた。
【０１３３】
つまり、裏側外装部の一部を紐状部材で動かしたが、３６０度の全範囲の裏側外装部２ｂを表側外装部２ａに対して摺動可能としても良い。この場合の摺動量及び摺動方向は、紐状部材を駆動する歯車やスプロケットからなる回転体に動力を伝えるモータの回転数及び回転方向で決定される。
【０１３４】
上述の第１実施形態では、センターラインよりや路肩よりの場合の運転支援について述べたが、その他の用途に使用することもできる。例えば、車両の被衝突物との相対速度や距離を検知可能なミリ波レーダ等から構成されて被衝突物の接近を検知する接近検知センサが搭載されている車両においては、右前方において被衝突物の接近を検知したときに、ステアリングホイールを左回転させる触力覚提示を行なっても良い。
【０１３５】
また、カーナビゲーションシステムに連動して目的地が左方向にあるときに、左側車線への車線変更等を事前に促す触力覚提示を行なうこともできる。更に、駐車支援時の衝突回避のためにステアリングホイールの操舵方向を誘導しても良い。
【０１３６】
上述の第１実施形態では、図１のように、ボールチェーン６をボールチェーン用のスプロケット１０で駆動したが、紐状部材に両端が接続された円弧状のラックを、ギヤードモータの回転軸によって駆動されるピニオンで動かして、紐状部材を往復動させるようにしても良い。
【０１３７】
上述の第１実施形態では、中空のステッピングモータと遊星歯車減速機を使用したが、正転逆転が可能な直流モータと、この直流モータの出力軸に設けられたウオームギヤに噛み合って正転逆転する中空のウオームホイールとを有し、ウオームホイールの外周側にスプロケットが連結されたものを使用してもよい。
【０１３８】
上述の第１実施形態では、外装部２ａ、２ｂ、２ａｂを樹脂で構成したが、樹脂以外の材料を用いても良い。また、裏側外装部２ｂは、図４のように下側の隙間Ｇ１、Ｇ２間の固定用外装部と、それ以外の円弧状の可動外装部の組み合わせとし、固定用外装部と可動外装部との間に一対の隙間Ｇ１、Ｇ２を形成して、この隙間Ｇ１、Ｇ２分だけ可動外装部が動き得るようにしたが、可動外装部を複数に分割し、分割された個々の可動外装部相互間に隙間を介して複数の固定外装部の各々を設けても良い。
【０１３９】
上述の実施形態では、２個から４個の定滑車を使用したが、更に多くの定滑車を使用して紐状部材の屈曲を滑らかなものとしても良い。
【０１４０】
図７及び図８においては、車両状態検出手段は、車両に対向する物体としての道路に対する車両の走行位置を検出し、支援情報生成手段が、車両の走行位置に基づいてステアリングホイールを操舵すべき方向を提示する支援情報を生成する例について説明したが、上記車両に対向する物体としては、道路以外にも、自車の前方を走行する他の車両、二輪車、または自車の前方に存在する障害物、歩行者であっても良い。
【０１４１】
すなわち、これらの他の車両、二輪車、障害物、歩行者に対する車両の走行位置を車両状態検出手段で検出し、支援情報生成手段が、車両の走行位置に基づいてステアリングホイールを操舵すべき方向を提示する支援情報を生成するようにしても良い。
【０１４２】
また、図２において、ホイール部芯金８は断面円形のものを示したが、このホイール部芯金８は、一般的なステアリングに採用されているように、図１２に示すような断面Ｃ字型の芯金としても良い。
【０１４３】
次に、図６のステップＳ３においては、運転支援の必要性有りと判断された内容に従って、触力覚の種類があらかじめ定めたマップの中から選択され、図７、図８のステアリングホイール１のボス部４内部に装着した触力覚提示手段に制御信号が出力された。
【０１４４】
そして、図１、図４のステアリングホイール１のボス部４内のステッピングモータに駆動信号が入力され、ステッピングモータを設定された回転量だけ左回転または右回転させたが、これを次のように変形しても良い。
【０１４５】
ステッピングモータを設定された回転量だけ左回転または右回転させる前に、ステッピングモータを、左回転及び右回転することを小刻みに繰り返し、運転者に警告を与える。このように先に警告を与えた後に、操舵すべき方向を示すべくステッピングモータを設定された回転量だけ左回転もしくは右回転させ、ボールチェーン６を設定された方向に設定量だけ駆動する。
【０１４６】
これにより、運転者に操舵方向を指示する前に、警告としてステアリングホイールが小刻みに左右にバイブレータのように振動するため、運転者の注意を喚起し、操舵支援のためのステアリングホイールの動きに運転者が気付き易くなる。
【０１４７】
上記実施形態では、駆動部を電動機や電歪素子を使用して構成したが、リニアモータなど小型かつ薄型のアクチュエータを使用することができる。
【０１４８】
電歪素子から成るソフトアクチュエータをステアリングカバー内に全部収納したが、スポーク部等に電歪素子を設け、駆動用紐または駆動ケーブルで可動部を成す表側シートを引っ張って駆動しても良い。
【０１４９】
次に、上記第４実施形態では、図１９の（ａ）ようにして給電したが、図１９に示すその他の有線式給電方法を採用することもできる。図１９の（ｂ）は、ホーン下のスパイラルケーブルを用いて、スポーク部３経由の配線で情報提示装置のコントローラ（ＥＣＵ）に給電する。
【０１５０】
なお、この場合の給電とは、情報提示装置のコントローラ（ＥＣＵ）、入力センサが全て一体の場合（完全に入出力が閉じている場合）は、スパイラルケーブル４５を用いて、単純に電源線のみを給電することとなる。
【０１５１】
次に、図１９の（ｃ）は、情報提示装置とコントローラ（ＥＣＵ）は一体であるが、制御信号を外部からＣＡＮなどでもらう場合を図示している。この場合は、スパイラルケーブル４５を用いて、電源線と信号線（通信線）を配線する。
【０１５２】
次に、図２０は、無線式で給電する構成を示す本発明の情報提示装置の各実施形態に採用可能な給電構造を示す模式図である。図２０の（ａ）は、無線式であり、有線式と異なる部分は、アンテナの搭載である。情報提示装置のコントローラ（ＥＣＵ）の表面搭載構造と、アンテナとは、ホーン部を含むスポーク部３上に搭載し、無線による電力供給を行う。
【０１５３】
図２０の（ｂ）は、信号のみ無線で送信し、それ以外の電源は有線でスパイラルケーブル４５ａを用いて給電する。図２０の（ｃ）は、無線による制御を行なう。但し、コントローラ（ＥＣＵ）はステアリング内に含まない。無線で受信する制御信号を解釈できる制御部が一体化されたスマートアクチュエータを使用している。このスマートアクチュエータの電源も無線で受信している。
【符号の説明】
【０１５４】
１ ステアリングホイール
２ ホイール部
２ａ ホイール部の外装部を構成する表側外装部（ベース外装部）
２ａｂ チューブ状の外装部（柔軟性部材）
２ｂ ホイール部の外装部を構成する裏側外装部
２ｂ１ 裏側外装部の一部である可動裏側外装部（可動外装部）
２ｂ２ 裏側外装部の残部である固定裏側外装部（ベース外装部）
２ｃ 凹凸嵌合部
３ スポーク部
４ ボス部
５ 回転駆動部
６ ボールチェーンからなる紐状部材（駆動部）
８ 芯金を構成するホイール部芯金
１０ 紐状部材を駆動する回転体を構成するスプロケット（駆動部）
１１、１２ 定滑車
２２ 車両状態検出手段
２３ 支援情報生成手段
２４ 触力覚提示手段
３０、３１ スプロケットに隣接した駆動原側ローラ
３２ 転動ローラ
３２ａ ピン
３３、３４ 膨出部
３８ スポーク芯金
４０ソフトアクチュエータ（駆動部）
４０ａ 誘電体
４１ａ、４１ｂ 電極板
４２ ステアリングカバー
４２１ 表側シート
４２２ 裏側シート
８１ 可動ホイール部芯金
８１ａ、８１ｂ 可動ホイール部芯金の二股状部分
Ｇ１、Ｇ２ 可動裏側外装部と固定裏側外装部との間の隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者にステアリングホイールを介して、車両の運転に必要な支援情報を伝える情報提示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１と特許文献２とが知られている。特許文献１は、運転者が操舵時に中指で把持している把持部を振動子により振動させて、運転者に的確に警告を与えることが可能なステアリングホイールを提供することを目的としている。
【０００３】
そのために、ステアリングホイールは、操舵時に把持する把持部の部位を振動可能とする振動子を備える構成である。振動子が、５０〜３００Ｈｚの範囲内の振動数で、把持部を振動させて皮膚感覚に知覚させるように構成されている。
【０００４】
特許文献２は、車両の状態に関する警報を運転者に確実に知らせるとともに、分かりやすく伝える車両の警報装置を提供するためのものである。そのために、車両の状態を車両検出装置で検出し、この車両検出装置の車両状態情報に基づいて、運転者に警報を発生する警告表示装置と、車両検出装置の車両状態情報に基づいて車両の状態を伝える車両状態伝達装置とを備えている。
【０００５】
そして、車両状態伝達装置は、車両の状態の変化を、運転者が操作するステアリングホイールを介して触覚情報として運転者に伝達する触覚提示手段を備え、警告表示装置が作動したときに、触覚提示手段を作動させるものである。
【０００６】
具体的には、運転者が操舵時に把持する手掌をマトリックス状の突起物により刺激し、運転者の皮膚感覚に知覚させるものである。突起物の周波数、ストローク、作動パターンは任意に設定可能であり、サイドブレーキの解除忘れや車両のふらつきなどを警告している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６２４６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１４９８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
運転者のステアリングホイールを握る手の触覚には大別して二つあり、皮膚の表面の受容器を刺激する皮膚感覚と、筋肉や骨に力を加えて動かす触力覚とがある。上述のように、特許文献１と特許文献２とが知られているが、共に皮膚感覚の刺激を用いた情報提示装置である。
【０００９】
例えば、個人的なばらつき、怪我の有無、及び手袋の装着の有無等による皮膚感覚の相違により、運転者毎に知覚のばらつきがある。そのため、情報提示装置から伝えられる支援情報の解釈にバラツキを生じるという問題がある。そこで、皮膚の表面の受容器を刺激する皮膚感覚の刺激にとどまらず、筋肉や骨に力を加えて動かす触力覚に働きかける情報提示装置が望まれる。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、運転者毎に知覚のばらつきがあるため情報提示装置から伝えられる支援情報の解釈にバラツキを生じるという問題を解消することを目的とする。
【００１１】
従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、車両の内外からのセンサ情報から車両の状態を検出する車両状態検出手段と、車両状態検出手段が検出した車両の状態に基づいて、車両の運転を支援する支援情報を生成する支援情報生成手段と、車両を操舵するステアリングホイールに設けられ、車両の運転者に支援情報を伝える触力覚提示手段を備え、ステアリングホイールは、運転者に操舵されるホイール部を有し、ホイール部には、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部と、可動部を支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、可動部と駆動部とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きで、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、ステアリングホイールは、ホイール部を有し、ホイール部には、ベース部と、可動部と、可動部を支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、可動部と駆動部とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きで、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせるから、運転者の手の筋肉や骨格を動かすことにより、触力覚を刺激して運転支援を行なうことができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、ベース部は、ホイール部の内部に設けられた芯金と、芯金と接合されホイール部の外表面を覆うベース外装部とから構成され、可動部は、ホイール部の外表面を覆い、ベース外装部に対して相対的に移動する可動外装部から構成され、駆動部は、芯金とベース外装部とに対して、可動外装部を相対的に移動させることを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、駆動部は、芯金とベース外装部とに対して、可動外装部を相対的に移動させるから、運転者が把持している可動外装部が動くことにより、触力覚を刺激して運転支援を行なうことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、駆動部は、ベース外装部に対して可動外装部を、ベース外装部と可動外装部との間の隙間の範囲内で、ホイール部の操舵方向に駆動することを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、ベース外装部に対して可動外装部が隙間の範囲内でホイール部の操舵方向に駆動されるから、動く量を隙間の範囲内に規制することができるので、動く量が大きすぎることでステアリングの操舵に悪影響を与えるのを阻止することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、駆動部は、ホイール部内に設けられ支援情報に基づいて可動外装部を引っ張る紐状部材と、紐状部材を駆動する回転体とから成ることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、駆動手段は、可動外装部を引っ張る紐状部材と、紐状部材を駆動する回転体とから成るから、場所をとらない細い紐状部材を、ホイール部の狭い隙間の中に設けて、回転体の動力を可動外装部に伝達することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、ベース部は、ホイール部の輪の中央に設けられたボス部に結合されたベース芯金から成り、可動部は、ベース芯金に対して相対的に移動する可動芯金、及び可動芯金を覆う柔軟性部材で形成された膨出部から成り、駆動部は、ベース芯金に対して可動芯金を相対的に移動させ、可動芯金が柔軟性部材に当接することで形成された膨出部の位置を変化させることを特徴としている。
【００２１】
この発明によれば、駆動部は、ベース芯金に対して可動芯金を相対的に移動させ、可動芯金の周りの柔軟性部材で形成された膨出部の位置を変化させるから、膨出部の位置が変化することによって、膨出部を把持する手の筋肉や骨格を動かすことができ、触力覚を刺激して運転支援を行なうことができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明では、可動芯金は、膨出部の内部で転動する転動ローラを有し、転動ローラの外周面が膨出部の内面に沿って転動しながら膨出部の位置を変化させることを特徴としている。
【００２３】
この発明によれば、転動ローラの外周面が膨出部に沿って転がりながら移動することで、膨出部と転動ローラ間の摩擦抵抗が少なくなり、転動ローラの移動に大きな力を必要としない。
【００２４】
請求項７に記載の発明では、駆動部は、ホイール部内に設けられ支援情報に基づいて可動芯金を引っ張る紐状部材と、該紐状部材を駆動する回転体とを備えることを特徴としている。
【００２５】
この発明によれば、駆動部は、支援情報に基づいて可動芯金を引っ張る紐状部材と、紐状部材を駆動する回転体とを備えるから、場所をとらない細い紐状部材で回転体の動力を可動芯金に伝達することができるため、ホイール部の狭い隙間の中で可動芯金を動かすことができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明では、車両状態検出手段は、車両に対向する物体に対する車両の走行位置を検出し、支援情報生成手段は、車両の走行位置に基づいてステアリングホイールを操舵すべき方向を提示する支援情報を生成することを特徴としている。
【００２７】
この発明によれば、車両の走行位置に基づいてステアリングホイールを操舵すべき方向を示す支援情報を生成するから、支援情報に基づいて、車両を操舵するホイール部の可動部を、ベース部に対して相対的に移動させることができ、操舵すべき方向を、触力覚を通して、運転者に提示することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明では、触力覚提示手段の可動部の動きで、ステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせるときに、可動部を小刻みに往復運動させることを特徴としている。
【００２９】
この発明によれば、可動部を小刻みに往復運動した後に操舵すべき方向を運転者に知らせることができるから、運転支援のための触力覚の刺激に気が付き易い。
【００３０】
請求項１０に記載の発明では、ステアリングホイールのホイール部に、ホイール部を包み込むステアリングカバーを有し、ステアリングカバー内に、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部と、可動部を支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、可動部と駆動部とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きでステアリングカバーの表面を駆動し、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせることを特徴としている。
【００３１】
この発明によれば、ステアリングカバー内に、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部と、可動部を支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、可動部と駆動部とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きでステアリングカバーの表面を駆動し、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせるから、ステアリングホイールに後付されたステアリングカバーを活用して、触力覚提示手段を構成することができる。
【００３２】
請求項１１に記載の発明では、ステアリングカバーは、ステアリングカバーの表面を構成する表側シートと裏側シートを重ねて、表側シートと裏側シートとの間に複数の駆動部の少なくとも一部が配設されて構成され、ベース部は、ステアリングカバーの裏側シートから成り、可動部は裏側シートに重ねられた表側シートから成ることを特徴としている。
【００３３】
この発明によれば、ベース部はステアリングカバーの裏側シートから成り、可動部は裏側シートに重ねられた表側シートから成り、駆動部のすくなくとも一部は裏側シートと表側シートの間に配設されているから、車両乗員の手に触れる表側シートを介して、少なくともステアリングホイールを操舵すべき方向を運転者に知らせるから、運転者の手の筋肉や骨格を動かすことにより、触力覚を刺激して運転支援を行なうことができる。
【００３４】
請求項１２に記載の発明では、駆動部は、裏側シートに対して表側シートを相対的に動かす電歪素子を利用した高分子アクチュエータからなることを特徴としている。
【００３５】
この発明によれば、駆動部は、電歪素子を利用した高分子アクチュエータからなるから、小型で可撓性を持たせることができ、ステアリングカバー内に収納し易い。
【００３６】
請求項１３に記載の発明では、駆動部に対する給電は、ステアリングホイールのスポーク部に沿って敷設されたケーブルで行われていることを特徴としている。
【００３７】
この発明によれば、駆動部に対する給電は、ステアリングホイールのスポーク部に沿ったケーブルで行っているから、ケーブルがステアリング操作に影響しないようにすることができる。
【００３８】
請求項１４に記載の発明では、駆動部に対する給電は、ステアリングホイールに取り付けられたアンテナを介して無線で行われていることを特徴としている。
【００３９】
この発明によれば、駆動部に対する給電は、ステアリングホイールに取り付けられたアンテナを介して無線で行われているから、給電部の配線がステアリング操作に影響しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態の情報提示装置に使用するステアリングホイールの構造を模式的に示す正面図である。
【図２】図１のステアリングホイールの運転者の手で握られる可能性が高い部分の外装部等を直線的に示す模式構成図である。
【図３】図１のＺ３―Ｚ３線に沿う断面図である。
【図４】図１のステアリングホイールの背面図である。
【図５】上記第１実施形態の情報提示装置の全体ブロック図である。
【図６】図５に示した支援情報生成手段の中で実行される制御フローを示すフローチャートである。
【図７】上記第１実施形態において、自車がセンターライン寄りを走行しているときの左回転を促す触力覚提示を行なうときの説明図である。
【図８】上記第１実施形態において、自車が路肩寄りを走行しているときのステアリングホイールの右回転操作を促す触力覚提示を行なうときの説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の情報提示装置に使用するステアリングホイールの内部構造を透過して示す模式的斜視図である。
【図１０】図９の矢印Ｚ１０−Ｚ１０線に沿うステアリングホイールのホイール部の一部断面斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に使用するステアリングホイールの図２相当部分の内部を模式的に示す模式構成図である。
【図１２】図２の外装部等のその他の例を示す模式構成図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に用いる高分子で形成された電歪素子の作動状態を示す説明図である。
【図１４】上記第４実施形態において、電歪素子でステアリングカバーを時計回転方向に駆動する状態を説明する模式説明図である。
【図１５】上記第４実施形態において、電歪素子でステアリングカバーを反時計回転方向に駆動する状態を説明する模式説明図である。
【図１６】上記第４実施形態において、ステアリングカバーを平面状に展開した状態を図１７の矢印Ｙ１７方向から見て模式的に示す一部破砕斜視図である。
【図１７】上記第４実施形態において、展開されたステアリングカバーをステアリングホイールに巻きつけて取り付けている状態を示す斜視図である。
【図１８】上記第４実施形態において、ステアリングカバーをステアリングホイールに巻き付け、縫い付けが終了した取り付け完成図である。
【図１９】有線式で給電する構成を示す本発明の情報提示装置の各実施形態に採用可能な給電構造を示す模式図である。
【図２０】無線式で給電する構成を示す本発明の情報提示装置の各実施形態に採用可能な給電構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
【００４２】
各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００４３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図８を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の情報提示装置に使用するステアリングホイールの構造を模式的に示す正面図である。図２は、図１のステアリングホイールの運転者の手で握られる図１のホイール部２のＲ１部分の外装部を直線化して模式的に示す斜視図である。
【００４４】
図１において、自動車のステアリングホイール１は、外周が手で握られるホイール部２と、ホイール部２に連結された４箇所のスポーク部３と、スポーク部３の真ん中に取り付けられたボス部（ステアリングホイール基部）４とを有する。
【００４５】
この第１実施形態においては、ボス部４に、ホイール部２の外装部の一部を矢印Ｙ１にて示す周方向に動かすための駆動用モータを内蔵する回転駆動部５が装備されている。そして、この駆動用モータの力でホイール部２内を円周方向に移動する紐状部材６（ボールチェーン６とも言い、駆動部の一部を構成する）が設けられている。
【００４６】
図１のステアリングホイール１において、一点鎖線で囲った領域Ｒ１は、運転者の手で把持されることが多い把持部７の一部である。この把持部７を成すホイール部２の外装部の一部は、他の外装部に対して周方向に移動可能となっている。
【００４７】
図２において、ホイール部２の外装部の一部（裏側外装部２ｂ）は、他の外装部（表側外装部２ａ）に対して、凹凸嵌合部２ｃで結合しており、図２のホイール部２の外周に沿う周方向（矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向）にのみ、外装部の一部（裏側外装部２ｂ）は、他の外装部（表側外装部２ａ）に対して動き得る構成となって、後述する触力覚提示手段の可動部を構成している。
【００４８】
凹凸嵌合部２ｃによって、表側外装部２ａと裏側外装部２ｂとは矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向の相対的な移動は可能であるが、表側外装部２ａと裏側外装部２ｂとが分離しないように、一方の凸部が他方の凹部に互いに嵌合している。
【００４９】
外装部（表側外装部２ａ及び裏側外装部２ｂ）は、ウレタン樹脂またはポリプロピレンから構成されている。そして、上記触覚提示手段は、少なくとも運転者が直進操舵時に把持するステアリングホイール１のホイール部２の所定領域（時計の長針と短針とが１０時１０分を示す針の位置と、時計の長針と短針とが８時２０分を示す針の位置とで囲まれる領域）内に構成されている。
【００５０】
図１のホイール部２の内部には、芯金を構成するホイール部芯金８が設けけられている。このホイール部芯金８は、鋼やマグネシウム合金からなる円環状金属棒からなるが、図２においては、ホイール部芯金８となる円環状金属棒は、直線状に模式化されて図示されている。
【００５１】
このステアリングホイール１のホイール部芯金８とホイール部２の外装部の一部となる表側外装部２ａとは、操舵時に一体に回転し、この回転は、複数のスポーク部３（図１では４本）を介してボス部４に伝わり、ボス部４から操舵のための回転力が図示しないステアリングシャフト（ステアリングホイールとステアリングギヤボックスをつなぐ軸でコラムシャフトとも呼ばれる）に伝達されるようになっている。
【００５２】
なお、図２の表側外装部２ａのウレタン樹脂をホイール部芯金８と結合して一体にする理由は、操舵時の回転力と姿勢保持の荷重を表側外装部２ａからホイール部芯金８、さらにスポーク部３、ボス部４、及びステアリングシャフトに伝える必要があるためである。
【００５３】
図２の矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向の表側外装部２ａの回転は、直接車両の操舵に影響するが、ホイール部２の表側外装部２ａと凹凸嵌合部２ｃで結合している裏側外装部２ｂの矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向の表側外装部２ａに対する回転ずれは、直接車両の操舵に影響せずに、運転者に対する支援情報を伝達する役割を果たす。上記回転ずれは、外装部の一部である裏側外装部２ｂを、ホイール部２の外周の周方向に、支援情報に基づいて移動させることで生じる。
【００５４】
なお、回転ずれを引き起こす裏側外装部２ｂには、こぶ状の凹凸面が形成してありステアリングホイール１のホイール部２を握り易くしている。また、この裏側外装部２ｂの表側外装部２ａに対する回転ずれは、ステアリングホイール１内で完結する動きであって、ステアリングシャフトには何ら直接的な駆動力の伝達を引き起こさない。
【００５５】
ステアリングホイール１のホイール部２の外装部２ａ、２ｂを握って運転しているときに、裏側外装部２ｂの表側外装部２ａに対する図２の矢印Ｙ２１、Ｙ２２方向の回転ずれが発生すると、この回転ずれは、ステアリングホイール１側から、運転者の指または掌に伝わる。
【００５６】
このときに、皮膚の表面の受容器を刺激する皮膚感覚の刺激にとどまらず、筋肉や骨に力を加えて動かす触力覚に働きかけて、ステアリングホイール１を回転ずれ方向に操舵するように促がすことができる。よって、後述するように、車線から外れた車両の位置を、元に戻すように操舵することを促す等して運転支援を行なうことができる。
【００５７】
次に、上記回転ずれを引き起こす構造について説明する。図１において、ボス部４の内部には駆動源となる図示しない中空のステッピングモータが設けられている。このステッピングモータによって、遊星歯車機構の中空の太陽歯車が回転し、その周りの遊星歯車を介して外周にボールチェーン６を駆動する本発明の回転体を成すボールチェーン用スプロケット（以下、単にスプロケットと言う）１０が形成された外側歯車が回転する。スプロケット１０は、ボールチェーン６からなる紐状部材を駆動する回転体を構成している。
【００５８】
ステッピングモータと遊星歯車機構の中空部にはステアリングシャフトが貫通する。つまり、ステアリングシャフトの周囲の空間にステッピングモータと遊星歯車機構が設けられている。
【００５９】
ステッピングモータの回転に応じて、遊星歯車減速機が回転し、この遊星歯車減速機の出力側のスプロケット１０が回転する。このようなスプロケット１０とボールチェーン６を使用した駆動機構は特許第３０６４４８６号公報等に開示されている。
【００６０】
ボールチェーン６は市販されており、図２のように複数のボール状の係止部材６ａが、ワイヤロープ６ｂに等間隔に固着されたものである。ボールチェーン６を駆動するスプロケット１０（図１）は、外周にボールチェーン６のボール状の係止部材６ａを係止するための複数の凹部を有し、凹部相互間にはＶ字状の溝を有する突起が形成されており、突起のＶ字状の溝にボールチェーン６のワイヤロープ６ｂ（図２）が保持されている。
【００６１】
図１において、図示しないステッピングモータが制御装置からの駆動信号により回転すると、遊星歯車減速機を介してスプロケット１０が回転し、ボールチェーン６が駆動される。ボールチェーン６は、ステアリングホイール１のボス部４からスポーク部３を通りホイール部２内に張りめぐらされている。
【００６２】
２個の定滑車（ローラ）１１、１２は、ボールチェーン６を案内して、ホイール部２から出たボールチェーン６の部分を、スポーク部３内を通り、ボス部４のスプロケット１０に導いている。
【００６３】
図３は、図１のＺ３―Ｚ３線に沿う一部断面斜視図である。ホイール部２内の金属リングからなるホイール部芯金８は、図３のようにステアリングホイール１のホイール部２の表側外装部２ａのウレタン樹脂内に一部が埋設されて結合されている。また、裏側外装部２ｂと表側外装部２ａとは相対的に設定された寸法だけ図３のステアリングホイールの周方向Ｙ３方向に摺動可能である。
【００６４】
裏側外装部２ｂと表側外装部２ａとの間の空間部２ｄには、ボールチェーン６が移動可能に配設されている。ボールチェーン６は、表側外装部２ａに対して摺動可能とされた裏側外装部２ｂに連結されている。
【００６５】
従って、スプロケット１０（図１）の回転によりボールチェーン６が図３の周方向Ｙ３に移動すると、表側外装部２ａに対して裏側外装部２ｂが摺動して動く。この動く裏側外装部２ｂは、図１の定滑車１１、１２相互間の約１２０度の範囲にわたって存在する。この約１２０度のホイール部２部分は、運転者によって運転中に把持される部分である。
【００６６】
図４は、図１のステアリングホイールの背面図である。図４において、定滑車１１、１２間の約１２０度の範囲にある裏側外装部２ｂは、可動裏側外装部２ｂ１として構成され、表側外装部２ａ（図１）に対して摺動可能とされている。一方、他の約６０度の部分は固定裏側外装部２ｂ２として構成され、この固定裏側外装部２ｂ２と表側外装部２ａとは結合されている。
【００６７】
つまり、裏側外装部２ｂの一部である約１２０度の範囲内に存在する可動裏側外装部２ｂ１を動かし、裏側外装部２ｂの残部である約６０度の範囲内に存在する固定裏側外装部２ｂ２は、表側外装部２ａに結合させた固定部としている。
【００６８】
これら可動裏側外装部２ｂ１と固定裏側外装部２ｂ２との間には、図４のように、周方向の隙間Ｇ１、Ｇ２が設定され、この隙間Ｇ１、Ｇ２内の約１２０度の範囲内で、可動裏側外装部２ｂ１が固定裏側外装部２ｂ２に対して、隙間Ｇ１、Ｇ２の各々の隙間寸法分だけずれるように摺動可能である。
【００６９】
図５は、この第１実施形態の情報提示装置２０の全体ブロック図であり、図６は図５に示した支援情報生成手段２３の中で実行される制御フローを示すフローチャートである。また、図７は、上記第１実施形態の情報提示装置を用いて、自車がセンターライン寄りを走行しているときのステアリングホイール１の左回転を促す触力覚提示を行なうときの説明図である。更に、図８は、自車が路肩寄りを走行しているときのステアリングホイール１の右回転操作を促す触力覚提示を行なうときの説明図である。
【００７０】
図５において、車両内外センサ２１には、車両の位置を検出するＧＰＳセンサ、車線に位置を検出する車線センサ、路肩の位置を検出する路肩センサ、車両の前方及び後方等の障害物を検出する障害物センサなどが設けられている。なお、この種のセンサにはカメラも含まれる。
【００７１】
このような車両内外センサ２１からのセンサ情報は、車両状態検出手段２２に入力される。この車両状態検出手段２２としては、例えばナビゲーション装置、車線路肩監視走行制御装置、車両前方後方監視装置等である。
【００７２】
これらの車両状態検出手段２２の信号は支援情報生成手段２３に送信され、この支援情報生成手段２３の制御信号により触力覚提示手段２４内の図１のスプロケット１０を駆動するステッピングモータが駆動される。支援情報生成手段２３内では、図６に示した制御フローに従って触力覚提示の必要性を判断している。
【００７３】
図６において、制御がスタートすると、ステップＳ１において、車両状態情報が取得されたか否かを判断する。例えば、図４の車両状態検出手段２２が車線路肩監視走行制御装置である場合においては、図６のステップＳ１において、車線または路肩情報を取得したか否かを判断する。
【００７４】
図７は、車両状態検出手段２２を構成する車線路肩監視走行制御装置においてセンターライン２５を監視して必要な触力覚提示を行なう場合を示す説明図であり、図７の（ａ）は自車２６がセンターライン２５に寄り過ぎている走行状態を示し、図７の（ｂ）は、そのときのステアリングホイール１の図４における可動裏側外装部２ｂ１の回転ずれによる左回転を促す触力覚提示を説明している。
【００７５】
また、図８は、車両状態検出手段２２を構成する車線路肩監視走行制御装置において路肩２７を監視して必要な触力覚提示を行なう場合を示す説明図であり、図８の（ａ）は自車２６が路肩２７に寄り過ぎている走行状態を示し、図８の（ｂ）は、そのときのステアリングホイール１の右回転を促す触力覚提示を説明している。
【００７６】
図６のステップＳ１において、車線または路肩情報等が取得されている場合は、ＹＥＳとなって、ステップＳ２において、運転支援の必要性があるか否かを判断する。ここでは、例えば、検出された図７のセンターライン２５に対し自車２６の位置が設定された値以上にセンターライン２５寄りに走行している場合、または、検出された図８の路肩２７に対し自車２６の位置が設定された値以上に路肩２７寄りに走行している場合が運転支援の
必要性有りと判断される。
【００７７】
図６のステップＳ３においては、運転支援の必要性有りと判断された内容に従って、触力覚の種類があらかじめ定めたマップの中から選択され、図７、図８のステアリングホイール１のボス部４内部に装着した触力覚提示手段に制御信号が出力される。
【００７８】
触力覚提示手段を成すステアリングホイール触力覚制御装置は、前述したように、図１、図４のステアリングホイール１のボス部４内のステッピングモータに駆動信号が入力されると、ステッピングモータを設定された回転量だけ左回転または右回転させ、遊星歯車減速機を介してスプロケット１０を左回転または右回転させて、ボールチェーン６を設定された方向に設定量だけ駆動する。
【００７９】
これにより、ステアリングホイール２の表側外装部２ａとホイール部芯金８と固定裏側外装部２ｂ２とを動かさずに、可動裏側外装部２ｂ１のみを設定された図４の隙間Ｇ１、Ｇ２分だけ左または右回転方向に動かす（回転ずれを引き起こす）ことができ、ステアリングホイール２を握って運転している運転者の筋肉や骨に力を加えて、運転者の触力覚を刺激しステアリングホイール１をあるべき方向に操舵するよう促すことができる。
【００８０】
このようにして、上記第１実施形態では、指等の触覚受容器としてのパチニ小体のみを刺激するのでなくマッサージ機のように筋肉や骨格を動かすことにより触力覚をも刺激して運転支援を行なう支援情報を提示することができる。これにより、手に怪我をして包帯を巻いているとか手袋を装着している場合であっても、的確に支援情報を提示することができる。
【００８１】
以上のように、ステアリングホイール１のホイール部２のホイール部芯金８以外の外装部を、表側外装部２ａと裏側が外装部２ｂに分け、表側外装部２ａは、操舵時の回転力と姿勢保持の荷重をホイール部芯金８、ひいてはステアリングシャフトに伝える必要があるためホイール部芯金８と一体化している。
【００８２】
一方、裏側外装部２ｂは、表側外装部２ａに比べて自由度があり、かつ操舵がし易いように表面に膨出部（コブ）があるため、触力覚提示のアクチュエータとしての使用に適している。そして、固定された表側外装部２ａに対して、アクチュエータとしての裏側外装部２ｂがスライド回転する構造とすることで、運転者の指に対して回転方向を示唆する触力覚提示が可能になる。
【００８３】
なお、上記第１実施形態では、ホイール部のベース部を表側外装部２ａと、固定裏側外装部２ｂ２と、ホイール部芯金８とで構成している。また、ベース部に対して相対的に移動する可動部を、可動裏側外装部２ｂ１で構成している。
【００８４】
また、駆動部を可動裏側外装部２ｂ１に結合されて可動裏側外装部２ｂ１を引っ張ることにより駆動する紐状部材６と、紐状部材を駆動するスプロケット１０（回転体）で構成している。
【００８５】
また、ベース外装部は、表側外装部２ａと、固定裏側外装部２ｂ２とから構成され、可動外装部は、可動裏側外装部２ｂ１から構成されている。また、ベース芯金は、ホイール部芯金８から構成されている。
【００８６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。
【００８７】
図９は、本発明の第２実施形態の情報提示装置に使用するステアリングホイール１の内部構造を模式的に透過させて示す斜視図である。図９において、ステアリングホイール構造および力覚提示手段の搭載位置は、第１実施形態と同様である。
【００８８】
なお、図９においては、ステアリングホイールに装着されたエアバッグ装置類と、これらを覆うパッド状のリッドと、スポーク部の外装部の一部とを取り除いて図示している。
【００８９】
この第２実施形態ではボールチェーン６の敷設範囲を第１実施形態よりも狭く設定し、かつ、ホイール部内ローラ１１、１２以外にスプロケット１０に隣接した駆動原側ローラ３０、３１を２個追加して、定滑車（ローラ）を合計４個使用している。
【００９０】
図１０は、図９の矢印Ｚ１０−Ｚ１０線に沿うステアリングホイール１のホイール部２の一部断面斜視図である。表側外装部２ａを構成するウレタン樹脂の一部は、裏側外装部２ｂを構成するウレタン樹脂の凹部内に嵌合している。
【００９１】
固定側の表側外装部２ａに対し裏側外装部２ｂが矢印Ｙ１０方向にスライドが可能なように隙間Ｇ２が設けられている。この隙間Ｇ２に相当する分だけ、裏側外装部２ｂが、図９のボールチェーン６に引かれてスライドし、運転者の触力覚を刺激する。
【００９２】
この第２実施形態においても、ボールチェーン６とステアリングホイール１のホイール部２の裏側外装部２ｂとが結合しており、裏側外装部２ｂの少なくとも一部が表側外装部２ａ、及び図示しないホイール部芯金（図３の８相当）に対して相対的に移動可能に構成されている。
【００９３】
これにより、第１実施形態と同様に、表側外装部２ａとホイール部芯金（８）と裏側外装部２ｂとが操舵時に回転して、この回転を図示しないステアリングシャフトに伝達する。これに対して運転支援装置の支援情報によりステアリングホイール１を握る手の指が当
たるこぶ状の膨出部が形成された裏側外装部２ｂの一部が、表側外装部２ａに対して回転
ずれを引き起こすようにスライドし、操舵の方向を運転者に知らせることができる。
【００９４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図１１は、本発明の第３実施形態を示す図２相当部の構成を示しており、ステアリングホイールの運転者の手で握られる可能性が高い部分の外装部２ａｂの内部を模式的に示す模式構成図である。なお、実際には円弧状の形状を直線状に模式して図示している。
【００９５】
図１１において、外装部２ａｂは裏側と表側の区別がない筒状の柔軟性のあるウレタン樹脂またはポリプロピレンから成る。このチューブ状の外装部２ａｂの内部に可動ホイール部芯金８１が実際は円弧状（図１１は直線状に模式化）に設けられている。３８は、スポーク部（３相当）の内部に設けられたスポーク芯金である。
【００９６】
可動ホイール部芯金８１の一部は二股状部分８１ａ、８１ｂに分離され、ピン３２ａと、ピン３２ａ上を回転する移動部材を成す転動ローラ３２とが設けられている。可動ホイール部芯金８１は、図示しないボールチェーン（６相当）に結合され、矢印Ｙ１１の方向にスライド可能とされている。この可動ホイール部芯金８１が動いても、スポーク芯金３８と連結されたステアリングシャフトが動くわけではない。なお、スポーク部芯金３８は、スポーク部の内部と運転者に把持されるホイール部内に延在するが、図１１ではスポーク部芯金３８の一部のみを図示している。
【００９７】
転動ローラ３２は外装部２ａｂの内部で移動し、転動ローラ３２の外周面が外装部２ａｂに沿って転がりながら移動することで外装部２ａｂ表面の膨出部３３、３４が移動する。転動ローラ３２の転がり移動によって、転動ローラ３２の移動に大きな力を必要としない。
【００９８】
ステアリングシャフトは、スポーク芯金３８や図示しない固定ホイール部芯金と連結されて固定部を構成している。この固定部に対して相対的に所定量移動可能に可動部となる可動ホイール部芯金８１が構成されている
可動ホイール部芯金８１と上記図示しない固定ホイール部芯金とで全体として丸いホイール部芯金が形成されている。可動ホイール部芯金８１と上記固定ホイール部芯金との間には隙間（図４のＧ１、Ｇ２相当）が設けられている。
【００９９】
可動ホイール部芯金８１を動かすと、転動ローラ３２が可撓性のある外装部２ａｂ内で動き、転動ローラ３２の表面が外装部２ａｂに当接することにより形成されている外装部２ａｂの外周の膨出部３３、３４が移動する。
【０１００】
これにより、可動ホイール部芯金８１のわずかな（隙間Ｇ１、Ｇ２相当分の）矢印方向Ｙ１１（図１１）の動きに連動して、外装部２ａｂの外周の膨出部３３、３４が移動する。
【０１０１】
なお、膨出部３３、３４が移動してもステアイングシャフトまで移動することはない。膨出部３３、３４の移動により、運転者の指の筋肉や骨が動いて触力覚を刺激することができる。また、膨出部３３、３４、及び転動ローラ３２は図１１のように複数設けることが望ましい。
【０１０２】
以上のように、第３実施形態は、外装部２ａｂをなすウレタン樹脂部材の内側に膨出部（こぶ部）生成機構を成す転動ローラ３２が設けられている。ウレタン部材は、突起状の転動ローラ３２に対して伸縮可能な材質となっており、膨出部生成機構をなす転動ローラ３２の移動にともないステアリングホイール（１）のホイール部（２）の膨出部３３、３４の位置が移動する。なお、膨出部３３、３４の大きさ、膨出部３３と膨出部３４相互の間隔、移動速度、移動方向は任意に設定することができる。
【０１０３】
以上、触力覚提示内容をステアリングホイールの回転方向に絞り、また知覚（解釈）のバラツキが少ない触力覚を用いることより、運転者に対してより確実、かつより分かり易く支援情報を伝えることができる。
【０１０４】
なお、上記第３実施形態では、ホイール部のベース芯金をスポーク芯金３８で構成し、ベース芯金に対して相対的に移動する可動芯金を、可動ホイール部芯金８１で構成している。また、駆動部を可動ホイール部芯金８１に結合されて可動ホイール部芯金８１を引っ張ることにより駆動する紐状部材（６）と、紐状部材（６）を駆動するスプロケット（回転体１０）で構成している。また、可動芯金を覆う柔軟性部材は、チューブ状の外装部２ａｂで形成されている。
【０１０５】
（第４実施形態）
次に、電歪素子（高分子アクチュエータ）を使用した本発明の第４実施形態について説明する。上述した実施形態と異なる特徴部分を説明する。図１３は、本発明の第４実施形態に用いる高分子で形成された電歪素子からなるソフトアクチュエータ４０の作動状態を示す説明図、図１４は、第４実施形態においてソフトアクチュエータ４０でステアリングカバー４２を時計回転方向に駆動する状態を説明する模式説明図、図１５は第４実施形態においてソフトアクチュエータ４０でステアリングカバー４２を反時計回転方向に駆動する状態を説明する模式説明図である。
【０１０６】
図１６は、第４実施形態において、ステアリングカバーを平面状に展開した状態を図１７の矢印Ｙ１７方向から見て示す一部破砕斜視図である。図１７は展開されたステアリングカバー４２をステアリングホイール１に巻きつけて取り付ける状態を示す斜視図、図１８は図１４の巻き付け及び縫い付けが終了した取り付け完成図である。
【０１０７】
人工筋肉には、圧電式、形状記憶合金、静電式、圧空式など様々なタイプが存在するが、合成樹脂など高分子を用いたものが使用され、ソフトアクチュエータと呼ばれる。この第４実施形態は、駆動部としてソフトアクチュエータ４０を使用している。
【０１０８】
図１３は、高分子材料からなる誘電体を使用したソフトアクチュエータ４０の原理を示している。誘電エラストマーに強い電場を加えると電場の方向に収縮し、電場と垂直な方向には膨張して応力を生じることが知られている。
【０１０９】
２枚の電極板４１ａ、４１ｂの間に高分子の誘電体４０ａを挟み、電圧をかけると、帯電し電極間に引力が生じ、誘電体４０ａが押しつぶされて面方向に膨張する。このような 誘電体４０ａからなるソフトアクチュエータ４０が、可撓性のある合成樹脂またはゴムからなる後述する２枚のシートの間に多数敷き詰められ糸で縫いつけられている。
【０１１０】
図１４から図１５では図示を省略しているが、フレキシブルプリント基板で、ソフトアクチュエータ４０の電極板４１ａ、４１ｂ（図１３）に配線している。図１４に示したように、ステアリングカバー４２の表側シート４２１には、ソフトアクチュエータ４０の誘電体４０ａの前進側（図１４右側）の一端が縫い付けられ、ソフトアクチュエータ４０の誘電体４０ａの他端は裏側シート４２２に縫い付けられている。
【０１１１】
電圧を印加しない状態では、ソフトアクチュエータ４０は図１３の（ａ）および図１４の（ａ）の状態にあり、電圧を印加すると、図１３の（ｂ）および図１４の（ｂ）のように、誘電体４０ａが面方向である図１３の矢印Ｙ１３、Ｙ１４方向に膨張する。これにより、ステアリングカバー４２の表側シート４２１と裏側シート４２２の間にずれが生じる。
【０１１２】
裏側シート４２２がステアリングホイール１（図１７）に接合されているため、表側シート４２１は図１４の（ｂ）の矢印Ｙ１４方向に移動する。図１５では、電圧を印加すると誘電体４０ａが面方向である図１５の左方向に膨張する。これにより、図１５の（ｂ）のように、ステアリングカバー４２の裏側シート４２２と表側シート４２１の間にずれが生じる。裏側シート４２２がステアリングホイール１に接合されているため表側シート４２１は図１５の（ｂ）の矢印Ｙ１５方向に移動する。
【０１１３】
図１６は、帯状のステアリングカバー４２の一部（ステアリングホイール上部１Ｕに接合される一部）を図１７の矢印Ｙ１７方向から見た状態を示している。この図１６に示すように裏側シート４２２と表側シート４２１の間に、多数のソフトアクチュエータ４０を敷き詰め、これらのシート４２１、４２２からなるステアリングカバー４２は、全体としてリング状にステアリングホイール１に巻き付けて装着される。
【０１１４】
図１６において、ステアリングホイール１の車両進行方向側（乗員から見て裏側）のステアリングホイール１の部位に位置するソフトアクチュエータ４０（図１６上列側）は、表側シート４２１を矢印Ｙ１６１のように反時計回転させる。また、図１６において、ステアリングホイール１の車両進行方向と反対側、つまり運転者側に位置するソフトアクチュエータ４０（図１６下列側）は、表側シート４２１を矢印Ｙ１６２のように時計回転させる。
【０１１５】
図１７は、ステアリングホイール１にステアリングカバー４２を巻き付けた状態を示している。裏側シート４２２の裏面はステアリングホイール１に密着し易いように接着材が塗布されている。
【０１１６】
図１８は、糸でステアリングカバー４２内周側を糸で縫いつけ、取付けが完了した状態を示している。図１８において、力覚提示手段はステアリングカバー４２の少なくとも把持部に形成され、ステアリングカバー４２の表側カバー４２１が、支援情報に基づいて、矢印Ｙ１８１および矢印Ｙ１８２のように円周方向に変位する。
【０１１７】
次に、第４実施形態の作動について、図５から図８を援用して説明する。情報提示装置２０（図５）の支援情報生成手段２３は、触力覚提示手段２４を構成するステアリングカバー４２内の誘電体４０ａからなるアクチュエータ４０の電極板に駆動信号を入力する。
【０１１８】
図７のように、車両がセンターラインよりに走行していてステアリングを反時計方向に回転させ、車両を道路の外側に移動させる必要のあるときは、図１５の反時計回転用アクチュエータ４０に電圧が印加され、図１４の時計方向回転用アクチュエータ４０には電圧が印加されない。
【０１１９】
これにより、図１６のステアリングカバー４２における表側シート４２１の車両進行方向側が反時計方向に所定量位置ずれし、表側シート４２１の運転者側は停止したままとなる。これにより、エラストマーからなるステアリングカバー４２が捩れ、乗員の中指内側に反時計方向の回転力が伝達され、ステアリングホイール１を反時計方向（図１８の矢印Ｙ１８２方向）に回転させることが情報伝達される。
【０１２０】
次に、図８のように、車両が路側帯よりに走行していてステアリングホイール１を時計方向に回転させ、車両を道路の内側に移動させる必要のあるときは図１４の時計回転用アクチュエータ４０に電圧が印加され、図１５の反時計方向回転用アクチュエータ４０には電圧が印加されない。
【０１２１】
これにより、図１６のステアリングカバー４２における表側シート４２１の運転者側が時計方向に所定量位置ずれし、表側シート４２１の車両進行方向側は停止したままとなる。よって、エラストマーからなるステアリングカバー４２が捩れ、乗員の親指等の内側に時計方向の回転力が伝達され、ステアリングホイール１を時計方向（図１８の矢印Ｙ１８１方向）に回転させることが情報伝達される。
【０１２２】
次に、ステアリングホイール１に設けたアクチュエータ等への給電方法について説明する。図１９は、有線式で給電する構成を示す本発明の情報提示装置の各実施形態に採用可能な給電構造を示す模式図である。
【０１２３】
上記第４実施形態は、情報提示装置が単純なアクチュエータであり、ステアリングホイール外に設置された図５の支援情報生成手段２３をなすＥＣＵ（電子制御ユニットからなるコンとローラ）からの指令で、アクチュエータ４０が動作する。
【０１２４】
この場合は、図１９の（ａ）のように、アクチュエータのオンオフ情報を有する電源線４５は、ステアリングホイール１内のアクチュエータからスポーク部３に沿って、ステアリングホイール中央の警報器（ホーン）用スイッチ部の下方までスパイラルケーブルで配線すればよい。この場合、情報提示装置のアクチュエータは、コントローラ（別体ＥＣＵ）からの指令で動作する。
【０１２５】
以上のように、第４実施形態においては、車両の内外からのセンサ情報から車両の状態を検出する車両状態検出手段が車両計器板内等に設けられている。この車両状態検出手段が検出した車両の状態に基づいて、車両の運転を支援する支援情報を生成する支援情報生成手段（コントローラとなるＥＣＵ）と、車両を操舵するステアリングホイール１に設けられ、車両の運転者に支援情報を伝える触力覚提示手段としてのステアリングカバー４２を備える。
【０１２６】
ステアリングホイール１は、運転者に操舵されるホイール部を有し、ホイール部には、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部を成すステアリングカバー４２の表側シート４２１が設けられている。また、表側シート４２１を支援情報に基づいて駆動する駆動部としてのソフトアクチュエータ４０を有する。
【０１２７】
このソフトアクチュエータ４０は、高分子材料から成る誘電体を有する。可動部を成す特にステアリングカバー４２の表側シート４２１と駆動部となるソフトアクチュエータ４０とで触力覚提示手段を構成し、可動部の動きで、少なくともステアリングホイール１を操舵すべき方向を運転者に知らせることができる。
【０１２８】
（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の第１実施形態では、図２の表側外装部２ａがホイール部芯金８に固定され、凹凸のある裏側外装部２ｂが、表側外装部２ａに対して、回転ずれを引き起こすようにしたが、反対に、裏側外装部２ｂをホイール部芯金８に固定し、表側外装部２ａが、裏側外装部２ｂに対して、回転ずれを引き起こすようにしてもよい。
【０１２９】
また、上述の第１実施形態では、図１のボールチェーン６を約１２０度の範囲に亘りホイール部２内に張り巡らしたが、ボールチェーン６は、ワイヤ状またはベルト状の紐状部材であればよく、周方向の動きを、移動させるべきホイール部の可動部に伝達できるものであれば良い。
【０１３０】
また、紐状部材のスプロケット１０に係合する部分のみがボールチェーン６やタイミングベルトのように歯車やスプロケット１０からなる回転体に結合できればよく、他の部分は回転体に結合するための複数のボールや複数の突起がないワイヤ状ないし紐状部材であってもよい。
【０１３１】
また、表側外装部２ａと裏側外装部２ｂとを摺動可能としているが、摺動部分の摺動抵抗を少なくするために、２層成形して摺動抵抗の少ない樹脂同士を接触させるか、または、摺動面に金属めっき等を施して摺動し易くも良い。
【０１３２】
上述の第１実施形態では、図１の定滑車１１、１２間の約１２０度の範囲にある裏側外装部２ｂの一部を表側外装部２ａに対して摺動可能として、他の部分は、固定部として裏側外装部と表側外装部とを結合させた。
【０１３３】
つまり、裏側外装部の一部を紐状部材で動かしたが、３６０度の全範囲の裏側外装部２ｂを表側外装部２ａに対して摺動可能としても良い。この場合の摺動量及び摺動方向は、紐状部材を駆動する歯車やスプロケットからなる回転体に動力を伝えるモータの回転数及び回転方向で決定される。
【０１３４】
上述の第１実施形態では、センターラインよりや路肩よりの場合の運転支援について述べたが、その他の用途に使用することもできる。例えば、車両の被衝突物との相対速度や距離を検知可能なミリ波レーダ等から構成されて被衝突物の接近を検知する接近検知センサが搭載されている車両においては、右前方において被衝突物の接近を検知したときに、ステアリングホイールを左回転させる触力覚提示を行なっても良い。
【０１３５】
また、カーナビゲーションシステムに連動して目的地が左方向にあるときに、左側車線への車線変更等を事前に促す触力覚提示を行なうこともできる。更に、駐車支援時の衝突回避のためにステアリングホイールの操舵方向を誘導しても良い。
【０１３６】
上述の第１実施形態では、図１のように、ボールチェーン６をボールチェーン用のスプロケット１０で駆動したが、紐状部材に両端が接続された円弧状のラックを、ギヤードモータの回転軸によって駆動されるピニオンで動かして、紐状部材を往復動させるようにしても良い。
【０１３７】
上述の第１実施形態では、中空のステッピングモータと遊星歯車減速機を使用したが、正転逆転が可能な直流モータと、この直流モータの出力軸に設けられたウオームギヤに噛み合って正転逆転する中空のウオームホイールとを有し、ウオームホイールの外周側にスプロケットが連結されたものを使用してもよい。
【０１３８】
上述の第１実施形態では、外装部２ａ、２ｂ、２ａｂを樹脂で構成したが、樹脂以外の材料を用いても良い。また、裏側外装部２ｂは、図４のように下側の隙間Ｇ１、Ｇ２間の固定用外装部と、それ以外の円弧状の可動外装部の組み合わせとし、固定用外装部と可動外装部との間に一対の隙間Ｇ１、Ｇ２を形成して、この隙間Ｇ１、Ｇ２分だけ可動外装部が動き得るようにしたが、可動外装部を複数に分割し、分割された個々の可動外装部相互間に隙間を介して複数の固定外装部の各々を設けても良い。
【０１３９】
上述の実施形態では、２個から４個の定滑車を使用したが、更に多くの定滑車を使用して紐状部材の屈曲を滑らかなものとしても良い。
【０１４０】
図７及び図８においては、車両状態検出手段は、車両に対向する物体としての道路に対する車両の走行位置を検出し、支援情報生成手段が、車両の走行位置に基づいてステアリングホイールを操舵すべき方向を提示する支援情報を生成する例について説明したが、上記車両に対向する物体としては、道路以外にも、自車の前方を走行する他の車両、二輪車、または自車の前方に存在する障害物、歩行者であっても良い。
【０１４１】
すなわち、これらの他の車両、二輪車、障害物、歩行者に対する車両の走行位置を車両状態検出手段で検出し、支援情報生成手段が、車両の走行位置に基づいてステアリングホイールを操舵すべき方向を提示する支援情報を生成するようにしても良い。
【０１４２】
また、図２において、ホイール部芯金８は断面円形のものを示したが、このホイール部芯金８は、一般的なステアリングに採用されているように、図１２に示すような断面Ｃ字型の芯金としても良い。
【０１４３】
次に、図６のステップＳ３においては、運転支援の必要性有りと判断された内容に従って、触力覚の種類があらかじめ定めたマップの中から選択され、図７、図８のステアリングホイール１のボス部４内部に装着した触力覚提示手段に制御信号が出力された。
【０１４４】
そして、図１、図４のステアリングホイール１のボス部４内のステッピングモータに駆動信号が入力され、ステッピングモータを設定された回転量だけ左回転または右回転させたが、これを次のように変形しても良い。
【０１４５】
ステッピングモータを設定された回転量だけ左回転または右回転させる前に、ステッピングモータを、左回転及び右回転することを小刻みに繰り返し、運転者に警告を与える。このように先に警告を与えた後に、操舵すべき方向を示すべくステッピングモータを設定された回転量だけ左回転もしくは右回転させ、ボールチェーン６を設定された方向に設定量だけ駆動する。
【０１４６】
これにより、運転者に操舵方向を指示する前に、警告としてステアリングホイールが小刻みに左右にバイブレータのように振動するため、運転者の注意を喚起し、操舵支援のためのステアリングホイールの動きに運転者が気付き易くなる。
【０１４７】
上記実施形態では、駆動部を電動機や電歪素子を使用して構成したが、リニアモータなど小型かつ薄型のアクチュエータを使用することができる。
【０１４８】
電歪素子から成るソフトアクチュエータをステアリングカバー内に全部収納したが、スポーク部等に電歪素子を設け、駆動用紐または駆動ケーブルで可動部を成す表側シートを引っ張って駆動しても良い。
【０１４９】
次に、上記第４実施形態では、図１９の（ａ）ようにして給電したが、図１９に示すその他の有線式給電方法を採用することもできる。図１９の（ｂ）は、ホーン下のスパイラルケーブルを用いて、スポーク部３経由の配線で情報提示装置のコントローラ（ＥＣＵ）に給電する。
【０１５０】
なお、この場合の給電とは、情報提示装置のコントローラ（ＥＣＵ）、入力センサが全て一体の場合（完全に入出力が閉じている場合）は、スパイラルケーブル４５を用いて、単純に電源線のみを給電することとなる。
【０１５１】
次に、図１９の（ｃ）は、情報提示装置とコントローラ（ＥＣＵ）は一体であるが、制御信号を外部からＣＡＮなどでもらう場合を図示している。この場合は、スパイラルケーブル４５を用いて、電源線と信号線（通信線）を配線する。
【０１５２】
次に、図２０は、無線式で給電する構成を示す本発明の情報提示装置の各実施形態に採用可能な給電構造を示す模式図である。図２０の（ａ）は、無線式であり、有線式と異なる部分は、アンテナの搭載である。情報提示装置のコントローラ（ＥＣＵ）の表面搭載構造と、アンテナとは、ホーン部を含むスポーク部３上に搭載し、無線による電力供給を行う。
【０１５３】
図２０の（ｂ）は、信号のみ無線で送信し、それ以外の電源は有線でスパイラルケーブル４５ａを用いて給電する。図２０の（ｃ）は、無線による制御を行なう。但し、コントローラ（ＥＣＵ）はステアリング内に含まない。無線で受信する制御信号を解釈できる制御部が一体化されたスマートアクチュエータを使用している。このスマートアクチュエータの電源も無線で受信している。
【符号の説明】
【０１５４】
１ ステアリングホイール
２ ホイール部
２ａ ホイール部の外装部を構成する表側外装部（ベース外装部）
２ａｂ チューブ状の外装部（柔軟性部材）
２ｂ ホイール部の外装部を構成する裏側外装部
２ｂ１ 裏側外装部の一部である可動裏側外装部（可動外装部）
２ｂ２ 裏側外装部の残部である固定裏側外装部（ベース外装部）
２ｃ 凹凸嵌合部
３ スポーク部
４ ボス部
５ 回転駆動部
６ ボールチェーンからなる紐状部材（駆動部）
８ 芯金を構成するホイール部芯金
１０ 紐状部材を駆動する回転体を構成するスプロケット（駆動部）
１１、１２ 定滑車
２２ 車両状態検出手段
２３ 支援情報生成手段
２４ 触力覚提示手段
３０、３１ スプロケットに隣接した駆動原側ローラ
３２ 転動ローラ
３２ａ ピン
３３、３４ 膨出部
３８ スポーク芯金
４０ソフトアクチュエータ（駆動部）
４０ａ 誘電体
４１ａ、４１ｂ 電極板
４２ ステアリングカバー
４２１ 表側シート
４２２ 裏側シート
８１ 可動ホイール部芯金
８１ａ、８１ｂ 可動ホイール部芯金の二股状部分
Ｇ１、Ｇ２ 可動裏側外装部と固定裏側外装部との間の隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内外からのセンサ情報から車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
前記車両状態検出手段が検出した前記車両の状態に基づいて、前記車両の運転を支援する支援情報を生成する支援情報生成手段と、
前記車両を操舵するステアリングホイールに設けられ、前記車両の運転者に前記支援情報を伝える触力覚提示手段を備え、
前記ステアリングホイールは、前記運転者に操舵されるホイール部を有し、前記ホイール部には、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部と、前記可動部を前記支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、
前記可動部と前記駆動部とで前記触力覚提示手段を構成し、前記可動部の動きで、少なくとも前記ステアリングホイールを操舵すべき方向を前記運転者に知らせることを特徴とする情報提示装置。
【請求項２】
前記ベース部は、前記ホイール部の内部に設けられた芯金と、前記芯金と接合され前記ホイール部の外表面を覆うベース外装部とから構成され、
前記可動部は、前記ホイール部の外表面を覆い、前記ベース外装部に対して相対的に移動する可動外装部から構成され、
前記駆動部は、前記芯金と前記ベース外装部とに対して、前記可動外装部を相対的に移動させることを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記ベース外装部に対して前記可動外装部を、前記ベース外装部と前記可動外装部との間の隙間の範囲内で、前記ホイール部の操舵方向に駆動することを特徴とする請求項２に記載の情報提示装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記ホイール部内に設けられ前記支援情報に基づいて前記可動外装部を引っ張る紐状部材と、前記紐状部材を駆動する回転体とから成ることを特徴とする請求項３に記載の情報提示装置。
【請求項５】
前記ベース部は、前記ホイール部の輪の中央に設けられたボス部に結合されたベース芯金から成り、
前記可動部は、前記ベース芯金に対して相対的に移動する可動芯金、及び前記可動芯金を覆う柔軟性部材で形成された膨出部から成り、
前記駆動部は、前記ベース芯金に対して前記可動芯金を相対的に移動させ、前記可動芯金が前記柔軟性部材に当接することで形成された前記膨出部の位置を変化させることを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項６】
前記可動芯金は、前記膨出部の内部で転動する転動ローラを有し、前記転動ローラの外周面が前記膨出部の内面に沿って転動しながら前記膨出部の位置を変化させることを特徴とする請求項５に記載の情報提示装置。
【請求項７】
前記駆動部は、前記ホイール部内に設けられ前記支援情報に基づいて前記可動芯金を引っ張る紐状部材と、該紐状部材を駆動する回転体とを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の情報提示装置。
【請求項８】
前記車両状態検出手段は、前記車両に対向する物体に対する前記車両の走行位置を検出し、前記支援情報生成手段は、前記車両の走行位置に基づいて前記ステアリングホイールを操舵すべき方向を提示する前記支援情報を生成することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の情報提示装置。
【請求項９】
前記触力覚提示手段の前記可動部の動きで、前記ステアリングホイールを操舵すべき方向を前記運転者に知らせるときに、前記可動部を小刻みに往復運動させることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の情報提示装置。
【請求項１０】
前記ステアリングホイールの前記ホイール部に、前記ホイール部を包み込むステアリングカバーを有し、前記ステアリングカバー内に、前記ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する前記可動部と、前記可動部を前記支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、
前記可動部と前記駆動部とで前記触力覚提示手段を構成し、前記可動部の動きで前記ステアリングカバーの表面を駆動し、少なくとも前記ステアリングホイールを操舵すべき方向を前記運転者に知らせることを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項１１】
前記ステアリングカバーは、前記ステアリングカバーの前記表面を構成する表側シートと裏側シートを重ねて、前記表側シートと前記裏側シートとの間に複数の前記駆動部の少なくとも一部が配設されて構成され、
前記ベース部は、前記ステアリングカバーの裏側シートから成り、前記可動部は前記裏側シートに重ねられた前記表側シートから成ることを特徴とする請求項１０に記載の情報提示装置。
【請求項１２】
前記駆動部は、前記裏側シートに対して前記表側シートを相対的に動かす電歪素子を利用した高分子アクチュエータからなることを特徴とする請求項１１に記載の情報提示装置。
【請求項１３】
前記駆動部に対する給電は、前記ステアリングホイールのスポーク部に沿って敷設されたケーブルで行われていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の情報提示装置。
【請求項１４】
前記駆動部に対する給電は、前記ステアリングホイールに取り付けられたアンテナを介して無線で行われていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の情報提示装置。
【請求項１】
車両の内外からのセンサ情報から車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
前記車両状態検出手段が検出した前記車両の状態に基づいて、前記車両の運転を支援する支援情報を生成する支援情報生成手段と、
前記車両を操舵するステアリングホイールに設けられ、前記車両の運転者に前記支援情報を伝える触力覚提示手段を備え、
前記ステアリングホイールは、前記運転者に操舵されるホイール部を有し、前記ホイール部には、ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する可動部と、前記可動部を前記支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、
前記可動部と前記駆動部とで前記触力覚提示手段を構成し、前記可動部の動きで、少なくとも前記ステアリングホイールを操舵すべき方向を前記運転者に知らせることを特徴とする情報提示装置。
【請求項２】
前記ベース部は、前記ホイール部の内部に設けられた芯金と、前記芯金と接合され前記ホイール部の外表面を覆うベース外装部とから構成され、
前記可動部は、前記ホイール部の外表面を覆い、前記ベース外装部に対して相対的に移動する可動外装部から構成され、
前記駆動部は、前記芯金と前記ベース外装部とに対して、前記可動外装部を相対的に移動させることを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記ベース外装部に対して前記可動外装部を、前記ベース外装部と前記可動外装部との間の隙間の範囲内で、前記ホイール部の操舵方向に駆動することを特徴とする請求項２に記載の情報提示装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記ホイール部内に設けられ前記支援情報に基づいて前記可動外装部を引っ張る紐状部材と、前記紐状部材を駆動する回転体とから成ることを特徴とする請求項３に記載の情報提示装置。
【請求項５】
前記ベース部は、前記ホイール部の輪の中央に設けられたボス部に結合されたベース芯金から成り、
前記可動部は、前記ベース芯金に対して相対的に移動する可動芯金、及び前記可動芯金を覆う柔軟性部材で形成された膨出部から成り、
前記駆動部は、前記ベース芯金に対して前記可動芯金を相対的に移動させ、前記可動芯金が前記柔軟性部材に当接することで形成された前記膨出部の位置を変化させることを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項６】
前記可動芯金は、前記膨出部の内部で転動する転動ローラを有し、前記転動ローラの外周面が前記膨出部の内面に沿って転動しながら前記膨出部の位置を変化させることを特徴とする請求項５に記載の情報提示装置。
【請求項７】
前記駆動部は、前記ホイール部内に設けられ前記支援情報に基づいて前記可動芯金を引っ張る紐状部材と、該紐状部材を駆動する回転体とを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の情報提示装置。
【請求項８】
前記車両状態検出手段は、前記車両に対向する物体に対する前記車両の走行位置を検出し、前記支援情報生成手段は、前記車両の走行位置に基づいて前記ステアリングホイールを操舵すべき方向を提示する前記支援情報を生成することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の情報提示装置。
【請求項９】
前記触力覚提示手段の前記可動部の動きで、前記ステアリングホイールを操舵すべき方向を前記運転者に知らせるときに、前記可動部を小刻みに往復運動させることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の情報提示装置。
【請求項１０】
前記ステアリングホイールの前記ホイール部に、前記ホイール部を包み込むステアリングカバーを有し、前記ステアリングカバー内に、前記ベース部と、該ベース部に対して相対的に移動する前記可動部と、前記可動部を前記支援情報に基づいて駆動する駆動部の少なくとも一部とを備え、
前記可動部と前記駆動部とで前記触力覚提示手段を構成し、前記可動部の動きで前記ステアリングカバーの表面を駆動し、少なくとも前記ステアリングホイールを操舵すべき方向を前記運転者に知らせることを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項１１】
前記ステアリングカバーは、前記ステアリングカバーの前記表面を構成する表側シートと裏側シートを重ねて、前記表側シートと前記裏側シートとの間に複数の前記駆動部の少なくとも一部が配設されて構成され、
前記ベース部は、前記ステアリングカバーの裏側シートから成り、前記可動部は前記裏側シートに重ねられた前記表側シートから成ることを特徴とする請求項１０に記載の情報提示装置。
【請求項１２】
前記駆動部は、前記裏側シートに対して前記表側シートを相対的に動かす電歪素子を利用した高分子アクチュエータからなることを特徴とする請求項１１に記載の情報提示装置。
【請求項１３】
前記駆動部に対する給電は、前記ステアリングホイールのスポーク部に沿って敷設されたケーブルで行われていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の情報提示装置。
【請求項１４】
前記駆動部に対する給電は、前記ステアリングホイールに取り付けられたアンテナを介して無線で行われていることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の情報提示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−６２０４０（Ｐ２０１２−６２０４０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３９６９（Ｐ２０１０−２７３９６９）
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月８日（２０１０．１２．８）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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