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Hintergrund der Erfindung
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1. Sachgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug,
die dem Lenken des Fahrzeugs entsprechend den von einem Fahrer an einer
Lenkeinrichtung ausgeführten
Lenkbetätigungen
dient.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
Fahrzeug wird durch Übertragen
der durch einen Fahrer in der Fahrgastzelle mit einer Lenkeinrichtung
ausgeführten
Lenkbetätigungen
an einen außerhalb
der Fahrgastzelle angeordneten Lenkmechanismus gelenkt, um die lenkbaren
Räder (im
allgemeinen das rechte und das linke Vorderrad) durch Bewegen des
Lenkmechanismus zu lenken.
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Von
der Anmelderin wurde in jüngerer
Zeit als Lenkvorrichtung für
ein derartiges Lenken in der Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 10-218000 (1998) eine Lenkvorrichtung vom separaten oder sogenannten "Steer-by-Wire"-Typ vorgeschlagen,
bei dem die in der Fahrgastzelle angeordnete Lenkeinrichtung mechanisch
getrennt von einem Lenkmechanismus außerhalb der Fahrgastzelle vorgesehen ist.
Bei der Lenkvorrichtung vom separaten Typ wird eine Lenkbetätigungseinrichtung,
die an einem Teil des Lenkmechanismus angebracht ist, auf der Basis von
Ergebnissen der Erkennung der Betätigungsrichtung und des Betätigungsgrades
der Lenkeinrichtung bewegt, wodurch eine Lenkung entsprechend den mit
der Lenkeinrichtung durchgeführten
Lenkbetätigungen
erreicht wird.
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Die
Lenkvorrichtung vom separaten Typ hat den Vorteil, dass die Entsprechung
zwischen dem Lenkbetrag der Lenkeinrichtung und dem Bewegungsbe trag
der Betätigungseinrichtung,
das sogenannte Lenkübertragungsverhältnis, ohne
mechanische Beschränkung
frei eingestellt werden kann, und dass die Lenkeigenschaften gesteuert
und in Reaktion auf einen Betriebszustand, beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit,
die Auslenkgeschwindigkeit und das Vorhandensein von Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen,
flexibel verändert
werden können.
Es sei darauf hingewiesen, dass als Betätigungseinrichtung verbreitet
ein Elektromotor aufgrund der leichten Steuerbarkeit und der leichten
Veränderbarkeit
der Lenkeigenschaften verwendet wird.
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Die
genannte Lenkvorrichtung vom separaten Typ hat den Vorteil, dass
für die
Struktur und die Anordnung der Lenkeinrichtung keine Beschränkungen
existieren, und dass geeignete zu verwendende Lenkeinrichtungen
gewählt
werden können.
Jedoch können
zahlreiche der herkömmlichen
vorgeschlagenen Lenkvorrichtungen des separaten Typs, einschließlich der
in der Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 10-218000 offenbarten Lenkvorrichtung, Lenkeinrichtungen (im
folgenden als lenkradförmige Steuereinrichtungen
bezeichnet) verwenden, die einem Lenkrad nachgebildet sind, wie
es allgemein bei Lenkvorrichtungen des nicht separaten Typs verwendet
wird.
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Bei
einer Lenkvorrichtung vom nicht separaten Typ, wie beispielsweise
in der Anmeldung
DE 19621023 und
dem US-Patent 3312123, ist ein ringförmiges Lenkrad an einem Ende
einer Säulenwelle angebracht,
die mechanisch mit einem Lenkmechanismus verbunden ist, und eine
Drehung der Säulenwelle
entsprechend der Drehbetätigung
des Lenkrades wird mechanisch an den Lenkmechanismus übertragen,
wodurch eine Lenkung durch Bewegen des Steuermechanismus entsprechend
der Übertragung
erfolgt. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Lenkvorrichtung, die
als Servolenkvorrichtung mit einer Betätigungseinrichtung zum Verringern
des Kraftaufwands des Fahrers ausgebildet ist, in der Praxis verwendet
wird, wobei die Betätigungseinrichtung angetrieben
wird, um auf der Basis eines Erkennungsergebnisses des Drehmoments,
das auf die Säulenwelle
durch die mit dem Lenkrad ausgeführten Lenkbetätigungen
aufgebracht wird, eine Lenkunterstützungskraft auf einen Lenkmechanismus
aufzubringen.
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Die
bei der Lenkvorrichtung vom separaten Typ verwendete lenkradförmige Lenkeinrichtung,
die mit einem Ringelement versehen ist, das an einem Ende einer
mechanisch von dem Lenkmechanismus getrennten Drehwelle angebracht
ist, erkennt die Drehrichtung und den Drehbetrag aufgrund der Drehbetätigung des
Ringelements und bewegt die an dem Lenkmechanismus angebrachte Betätigungseinrichtung
zum Lenken basierend auf den Erkennungsergebnissen. Es sei darauf
hingewiesen, dass ein Reaktionskraftmotor im Mittelbereich der Drehwelle
als Einrichtung zum Aufbringen von Reaktionskraft angebracht ist.
Die Drehkraft des Reaktionskraftmotors wird über Untersetzungseinrichtungen
an die Drehwelle übertragen,
um die Drehbetätigung
des Ringelements entgegen der Drehkraft zu ermöglichen, wodurch der Fahrer
eine Reaktionskraft gegen das Lenken spürt, das in der Praxis auf den
Lenkmechanismus aufgebracht wird.
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Die
mit der genannten Lenkeinrichtung versehene Lenkvorrichtung vom
separaten Typ hat den Vorteil, das gleiche Lenkgefühl zu vermitteln,
wie die Lenkvorrichtung vom nicht separaten Typ, hat jedoch den
Nachteil, dass die Belastung des Fahrers bei wiederholtem Lenken
groß ist,
und das Auftreten von Müdigkeit
nach langen Fahrten ist unvermeidlich, da das Lenken mit einer derartigen
Steuereinrichtung einen großen
Betätigungseinsatz
erfordert. Es ergibt sich ferner als ein weiteres Problem, dass
ein körperbehinderter
Fahrer beim Lenken mit einer derartigen Lenkvorrichtung Schwierigkeiten
hat.
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Überblick über die
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung dient der Lösung der genannten Probleme
und es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug
zu schaffen, die mit einer Lenkeinrichtung versehen ist, welche
in der Lage ist, die Lenklast zu verringern, die Ermüdung durch
das Fahren zu reduzieren und körperbehinderten
Fahrern leicht durchzuführende Lenkbetätigungen
zu ermöglichen,
wobei der Vorteil der Lenkvorrichtungen des separaten Typs genutzt wird, dass
keine Beschränkungen
für den
Aufbau und die Anordnung der Lenkeinrichtung existiert.
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Eine
erfindungsgemäße Lenkvorrichtung
für ein
Fahrzeug weist eine Lenkeinrichtung auf, welche mechanisch von dem
Lenkmechanismus des Fahrzeugs getrennt ist und den Lenkmechanismus
auf der Basis von Ergebnissen der Erkennung der Betätigungsrichtung
und des Betätigungsbetrags
der Lenkeinrichtung bewegt. Bei dieser Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug
umfasst die Lenkeinrichtung ein plattenförmiges oder stabförmiges Betätigungselement, das
frei schwenkbar angeordnet ist, wobei sein Mittelbereich fixiert
ist, und eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Schwenkrichtung
und des Schwenkwinkels des Betätigungselements
als die Betätigungsrichtung
bzw. den Betätigungsbetrag.
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Bei
dieser Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug kann die Lenkeinrichtung ferner eine erste Welle, die von
einem Teil der Karosserie des Fahrzeugs absteht, eine das Betätigungselement
stützende
zweite Welle, die mit der ersten Welle in bezug auf die erste Welle
verschiebbar gekoppelt ist, und einen Verschiebungsdetektor zum
Erkennen der Verschiebungsrichtung und des Verschiebungsbetrags
der zweiten Welle aufweisen. In diesem Fall arbeitet der Lenkmechanismus
auf der Basis der von der Erkennungseinrichtung erkannten Schwenkrichtung
und des Schwenkwinkels des Betätigungselements
und der von dem Verschiebungsdetektor erkannten Verschiebungsrichtung
und des Verschiebungsbetrags der zweiten Welle arbeitet.
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Ferner
weist bei der Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug die Lenkeinrichtung eine von einem Teil der Karosserie
des Fahrzeugs abstehende Stützwelle, welche
das Betätigungselement
derart trägt,
dass dieses um eine Mittelachse derselben drehbar ist, und einen
Rotationsdetektor zum Erkennen der Drehrichtung und des Drehbetrags
des Betätigungselements
auf. In diesem Fall arbeitet der Lenkmechanismus auf der Basis der
von der Erkennungseinrichtung erkannten Schwenkrichtung und des
Schwenkwinkels des Betätigungselements
und der von dem Rotationsdetektor erkannten Drehrichtung und des Drehbetrags
des Betätigungselements.
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Bei
dieser Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug erfolgt das Lenken durch Erkennen der Schwenkrichtung
und des Schwenkwinkels eines platten- oder stabförmigen Betätigungselements, das bei fixiertem Mittelbereich
schwenkbar ist und den Lenkmechanismus entsprechend dem erkannten
Schwenkwinkel in die erkannte Richtung bewegt. Da die Schwenkbewegung
des Betätigungselements
einfach ist und einen geringen Betätigungsbetrag erfordert, kann
die Lenklast verringert und die Ermüdung beim Fahren reduziert
werden. Ferner kann eine derartige Lenkvorrichtung körperbehinderten
Fahrern die Möglichkeit
eröffnen,
zu fahren. Das Betätigungselement kann
an einer geeigneten Stelle in der Fahrgastzelle angeordnet sein,
beispielsweise an der Vorderseite des Armaturenbretts, auf der Oberseite
der Armlehne, im unteren Bereich des Sitzes oder in dem Raum um
die Füße des Fahrers,
wodurch der Fahrer das Element in einer bequemen Position betätigen kann.
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Bei
einer anderen erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein
Fahrzeug umfasst die Lenkeinrichtung ein Betätigungselement, das frei entlang
eines linearen Verschiebungswegs bewegbar ist, und eine Erkennungseinrichtung
zum Erkennen der Verschiebungsrichtung und des Verschiebungsbetrags
des Betätigungselements
als die Betätigungsrichtung bzw.
den Betätigungsbetrag.
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Bei
dieser Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug erfolgt das Lenken durch das Erkennen einer Verschiebungsrichtung
und eines Verschiebungsbetrags des Betätigungselements, das linear
verschoben wird, und durch Bewegen des Lenkmechanismus in der gewünschten
Richtung entsprechend des erkannten Verschiebungsbetrags. Da das
Verschieben des Betätigungselements
einfach ist und einen geringen Betätigungsbetrag erfordert, können die
Lenklast und die Ermüdung
beim Fahren verringert werden. Ferner kann eine derartige Lenkvorrichtung
körperlich
behinderten Fahrern die Möglichkeit
des Fahrens eröffnen.
Das Betätigungselement
kann an einer geeigneten Stelle in der Fahrgastzelle angeordnet
sein, beispielsweise an der Vorderseite des Armatu renbretts oder
auf der Oberseite der Armlehne, wodurch der Fahrer das Element in
einer bequemen Position betätigen
kann.
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Bei
einer anderen erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
weist die Lenkeinrichtung zwei Griffelemente, die entsprechend den
Betätigungsrichtungen angeordnet
sind, und Erkennungseinrichtungen zum Erkennen der Stärke der
auf die Griffelemente aufgebrachten Griffkräfte als Betätigungsbeträge in dem jeweiligen Griffelement
entsprechenden Betätigungsrichtungen.
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Bei
dieser Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug erfolgt das Lenken durch Erkennen der Stärke von Griffkräften, die
auf zwei entsprechend einer linken und einer rechten Betätigungsrichtung
angeordnete Griffelemente aufgebracht werden, und durch Bewegen
des Lenkmechanismus in die dem jeweiligen Griffelement entsprechende
Richtung gemäß der Stärke der
erkannten Griffkräfte.
Da das Greifen der Griffelemente einfach ist und einen geringen
Betätigungsbetrag
erfordert, können
die Lenklast und die Ermüdung
beim Fahren reduziert werden. Ferner kann eine derartige Lenkvorrichtung
körperlich
behinderten Fahrern die Möglichkeit
des Fahrens eröffnen.
Die Griffelemente können
an einer geeigneten Stelle in der Fahrgastzelle angeordnet sein,
wodurch der Fahrer das Element in einer bequemen Position greifen
und betätigen
kann.
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Bei
einer anderen erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein
Fahrzeug umfasst die Lenkeinrichtung eine Drehscheibe, die um ihre
Mittelachse drehbar gelagert ist, und Erkennungseinrichtungen zum Erkennen
der Drehrichtung und des Drehbetrags der Drehscheibe als die Betätigungsrichtung
bzw. den Betätigungsbetrag.
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Bei
dieser Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug erfolgt das Lenken durch Erkennen der Drehrichtung und
des Drehbetrags der Drehscheibe, die um ihre Mittelachse gedreht
wird, und durch Bewegen des Lenkmechanismus in der erkannten Richtung
entsprechend dem erkannten Drehbetrag. Da das Drehen der Drehscheibe
einfach ist und einen geringen Betätigungsbetrag erfordert, können die
Lenklast und die Ermüdung
beim Fahren reduziert werden. Ferner kann eine derartige Lenkvorrichtung
körperlich
behinderten Fahrern die Möglichkeit
des Fahrens eröffnen.
Die Drehscheibe kann an einer geeigneten Stelle in der Fahrgastzelle
angeordnet sein, beispielsweise an einem Teil des Lenkrades oder
auf der Oberseite der Armlehne, wodurch der Fahrer das Fahrzeug in
bequemer Position lenken kann.
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Bei
einer anderen erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein
Fahrzeug umfasst die Lenkeinrichtung ein Betätigungselement, das aus einem
bahnförmigen
Element mit separat abgestützten
Endbereichen und einem U-förmigen
Betätigungsbereich zwischen
den abgestützten
Endbereichen gebildet ist, und Erkennungseinrichtungen zum Erkennen
von auf die beiden abgestützten
Endbereiche durch ein Ziehen des Betätigungselements aufgebrachten Kräften als
Betätigungsbetrag
in dem jeweiligen gestützten
Endbereich entsprechender Richtung.
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Bei
dieser Lenkvorrichtung für
ein Fahrzeug erfolgt das Lenken durch das Erkennen von Kräften, die
auf die gestützten
Endbereiche durch das Ziehen eines U-förmigen Elements, das durch
die stützenden
Endbereiche eines bahnförmigen
Elements gebildet ist, auf zwei der rechten und der linken Betätigungsrichtung
entsprechenden Stützbereichen
aufgebracht werden, und durch Bewegen des Lenkmechanismus in dem
jeweiligen gestützten
Endbereich entsprechender Richtung gemäß der Stärke der erkannten Kräfte. Da
das Ziehen des Betätigungselements
einfach ist und einen geringen Betätigungsbetrag erfordert, können die
Lenklast und die Ermüdung beim
Fahren verringert werden.
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Die
genannten und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben
sich deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
und den zugehörigen
Zeichnungen.
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Kurzbeschreibung der mehreren
Ansichten der Zeichnungen
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1A und 1B sind
Darstellungen des ersten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
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2A und 2B sind
Darstellungen des zweiten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
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3A und 3B sind
Darstellungen des dritten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
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4A und 4B sind
Darstellungen des vierten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
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5 ist
eine Ansicht zur Darstellung des fünften Ausführungsbeispiels der Lenkeinrichtung
in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein Fahrzeug;
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6 ist
eine Ansicht zur Darstellung des sechsten Ausführungsbeispiels der Lenkeinrichtung in
einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein Fahrzeug;
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7 ist
eine Ansicht zur Darstellung des siebten Ausführungsbeispiels der Lenkeinrichtung
in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein Fahrzeug;
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8A und 8B sind
Darstellungen des achten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
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9A und 9B sind
Darstellungen des neunten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
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10A und 10B sind
Darstellungen des zehnten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
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11 ist
eine Ansicht zur Darstellung des elften Ausführungsbeispiels der Lenkeinrichtung
in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein Fahrzeug;
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12 ist
eine Ansicht zur Darstellung des zwölften Ausführungsbeispiels der Lenkeinrichtung in
einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein Fahrzeug;
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13 ist
eine Ansicht zur Darstellung des dreizehnten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
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14 ist
eine Ansicht zur Darstellung des vierzehnten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug;
und
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15 ist
eine erklärende
Ansicht zur Darstellung eines Zustands während des Lenkens, der durch
ein Fahrzeug mit einer der Lenkeinrichtungen der 1A bis 14 erreichbar
ist.
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Detaillierte
Erfindungsbeschreibung
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Die
folgende Beschreibung erläutert
die vorliegende Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen,
die einige Ausführungsbeispiele derselben
zeigen. 1A ist eine perspektivische Ansicht
von außen
zur Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels
einer Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. 1B ist
eine geschnittene Seitenansicht der Lenkeinrichtung.
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Die
in diesen Figuren dargestellte Lenkeinrichtung 1 umfasst
eine Stützwelle 10,
die von einem Teil der Karosserie, beispielsweise der Vorderseite eines
Armaturenbretts D, in Richtung eines (in den Figuren nicht dargestellten
Fahrers) absteht, welcher auf dem Fahrersitz in der Fahrgastzelle
sitzt, und eine rechteckige plattenförmige Betätigungsplatte (Betätigungselement) 11,
die an einem Ende der Stützwelle 10 abgestützt ist.
Wie in 1B dargestellt, durchdringt
ein Stützstift 12 einen
Endbereich der Stützwelle 10 von
oben nach unten, derart, dass er die Stützwelle 10 ungefähr rechtwinklig
kreuzt. Ein Stützbügel 13 ist
ungefähr
im Mittelbereich einer Seite der Betätigungsplatte 11 vorgesehen.
Die Abstützung
der Betätigungsplatte 11 am
Ende der Stützwelle 10 wird
durch das drehbare Stützen
des Stützbügels 13 an
dem Stützstift 12 erreicht,
wobei die Längserstreckung
der Betätigungsplatte 11 nach links
und rechts gerichtet ist.
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Die
derart abgestützte
Betätigungsplatte 11 kann
frei um die Achse des Stützstifts 12 schwenken. Ein
Fahrer, dessen Sitz der Betätigungsplatte 11 zugewandt
ist und der den rechten und den linken Randbereich der Betätigungsplatte 11 ergreift,
kann durch Drücken
und Ziehen der ergriffenen Bereiche ein Schwenken nach rechts und
links ausführen. 1A zeigt
in strichpunktierten Linien einen Zustand, in den die Betätigungsplatte 11 durch
Drücken der
rechten Seite verschwenkt wurde.
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Wie
in 1B dargestellt, sind ein Lenkwinkelsensor 14 und
eine Kraftaufbringeinrichtung 15 an einem Stützbereich
einer derartigen Betätigungsplatte 11 angebracht.
Die genannten Druck- und Zugbewegungen verschwenken die Betätigungsplatte 11, wobei
dem Stützbereich
durch die Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 Widerstand
entgegengesetzt wird. Der Lenkwinkelsensor 14 erkennt den Schwenkwinkel
sowie die Schwenkrichtung.
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Der
Lenkwinkelsensor 14 ist beispielsweise derart ausgebildet,
dass ein Drehwinkeldetektor, beispielsweise eines Drehgebers, an
dem Stützbereich der
Betätigungsplatte 11 angebracht
ist, so dass er eine relative Winkelverschiebung zwischen dem Stützstift 12 und
dem Stützbügel 13 erkennt.
Die Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 besteht beispielsweise
aus einem Motor, der derart angebracht ist, dass er eine Drehkraft
auf den Stützbereich
der Betätigungsplatte 11 aufbringt,
und einer Neutralisierungsfeder zum Aufbringen einer Federkraft
auf den Stützbereich,
um die Betätigungsplatte 11 in
eine neutrale Stellung vorzuspannen. Bei der neutralen Stellung
handelt es sich hier um eine Position, in der die Betätigungsplatte 11 die
Stützwelle 10 ungefähr rechtwinklig
kreuzt und in keine Richtung verschwenkt ist, wie durch die durchgezogenen
Linien in 1A dargestellt. Ein Fahrer,
der die Betätigungsplatte 11 aus
der neutralen Stellung heraus verschwenkt, spürt die Drehkraft des Motors
und die Federkraft der Neutralisierungsfeder als Reaktionskraft gegen
das Lenken.
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Ein
in den Figuren nicht dargestellter Lenkmechanismus, der mechanisch
von der Lenkeinrichtung 1 angeordnet ist, erkennt die Betätigungsrichtung
des in der Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 vorhandenen
Motors und eine von der Straßenoberfläche entsprechend
der Betätigung
aufgebrachte Reaktionskraft. Der Motor wird steuerbar auf der Basis
der Erkennungsergebnisse angetrieben. Die Schwenkrichtung und der
Schwenkwinkel der Betätigungsplatte 11,
welche von dem Lenkwinkelsensor 14 erkannt wurden, werden
als die Richtung und der Betrag der zum Lenken erfolgten Betätigung der
Betätigungseinrichtung 1 gehandhabt
und werden zum Steuern der Betätigung
einer in dem Lenkmechanismus vorgesehenen Lenkbetätigungseinrichtung
verwendet, welche in den Figuren nicht dargestellt ist. Die Steuerung
kann durch Steuervorgänge
erfolgen, wie in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 10-218000
der Anmelderin als Steuervorgänge
für eine
Lenkvorrichtung vom separaten Typ mit lenkradförmiger Lenkeinrichtung beschrieben.
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Bei
einem Fahrzeug mit einer wie zuvor beschrieben aufgebauten Lenkeinrichtung 1 kann
ein auf dem Fahrersitz befindlicher Fahrer das Fahrzeug lenken, indem
er beide Ränder
der im vorderen Bereich angeordneten Betätigungsplatte 11 greift
und die Betätigungsplatte 11 nach
links und rechts verschwenkt. Im Vergleich mit dem Drehen eines
allgemein als Lenkeinrichtung verwendeten Lenkrads ist das Schwenken
einer derartigen Betätigungsplatte 11 einfach
und erfordert einen geringen Betätigungsbetrag,
weshalb die Lenklast und die Ermüdung
bei langen Fahrten verringert werden können. Ferner kann eine derartige
Lenkvorrichtung körperbehinderten
Personen die Möglichkeit
des Fahrens eröffnen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die vorangehenden Erklärungen zwar
einen Fall beschreiben, bei dem die in den 1A und 1B dargestellte Lenkeinrichtung 1 allein
vorgesehen ist, jedoch kann die Lenkeinrichtung 1 auch
zum Unterstützen
der lenkradförmigen
Lenkeinrichtung vorgesehen sein und beispielsweise nur zum Lenken
mit einem sehr kleinen Winkel während
des Fahrens auf offener Straße
oder dergleichen dienen.
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2A ist
eine perspektivische Außenansicht
des zweiten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. 2B ist
eine geschnittene Seitenansicht der Lenkeinrichtung. Die Lenkeinrichtung 1 weist, ähnlich der
Lenkeinrichtung 1 der 1A und 1B,
eine Stützwelle 10 auf,
die von der Vorderseite eines Armaturenbretts D absteht, und eine
Betätigungsplatte 11 auf,
die an einem Ende der Stützwelle 10 ungefähr im Mittelbereich
abgestützt
ist, um nach rechts und links verschwenkbar zu sein. Das Lenken
mit der Lenkeinrichtung 1 erfolgt durch das von einem Lenkwinkelsensor 14 vorgenommene
Erkennen der Schwenkrichtung und des Schwenkwinkels der Betätigungsplatte 11 unter
von der Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 aufgebrachter
Reaktionskraft und durch Bewegen der an dem Lenkmechanismus angebrachten
Lenkbetätigungseinrichtung
auf der Basis des Erkennungsergebnisses. Da die Stützstruktur
der Betätigungsplatte 11 und
die Strukturen sowie der Betrieb des Lenkwinkelsensors 14 und
der Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 gleich denjenigen
des in den 1A und 1B dargestellten
ersten Ausführungsbeispiels sind,
entfällt
hier eine detaillierte Beschreibung.
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Das
Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist,
dass die Stützwelle 10 aus
einer hohlen unteren Welle 10a und einer oberen Welle 10b zum
Stützen der
Betätigungsplatte 11 besteht,
welche teleskopierbar miteinander verbunden sind, so dass ein die
Betätigungsplatte 11 ergreifender
Fahrer die Betätigungsplatte 11 nach
links und rechts verschwenken kann und die Betätigungsplatte 11 in
axialer Richtung der Stützwelle 10 durch
eine Teleskopbewegung der unteren Welle 10a und der oberen
Welle 10b schieben und ziehen kann. Der Betrag jeder Betätigung wird
durch einen Verschiebungssensor 16 erkannt, der zwischen
der unteren Welle 10a und der oberen Welle 10b angeordnet
ist, wie in 2B schematisch dargestellt. 2A zeigt
in doppelt strichpunktierten Linien den Zustand, in dem die Betätigungsplatte 11 herausgezogen
ist, in durchgezogenen Linien den Zustand, in dem die Betätigungsplatte 11 herausgezogen
ist, und in einfach strichpunktierten Linien den Zustand, in dem
die Betätigungsplatte 11 in
der eingeschobenen Position durch Druck auf die rechte Seite verschwenkt
ist.
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Das
Erkennungsergebnis des Verschiebungssensors 16 kann beispielsweise
zum Steuern der Entsprechung zwischen dem Schwenkbetrag der Betätigungsplatte 11 und
dem Bewegungsbetrag der Lenkbetätigungseinrichtung,
dem sogenannten Lenküberstragungsverhältnis, verwendet
werden. In diesem Fall kann eine große Vielzahl von Lenkarten vorgesehen
werden, einschließlich
eines Beispiels, bei dem ein weitreichendes Lenken durch eine Kombination
des Einschiebens und des Verschwenkens der Betätigungsplatte 11 erfolgt,
während
ein engeres Lenken durch eine Kombination von Herausziehen und Schwenken
erreicht wird.
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Ferner
können
die Erkennungsergebnisse des Verschiebungssensors 16 beispielsweise
zum Steuern des Anstiegs und der Verringerung der Fahrgeschwindigkeit
verwendet werden, indem das Einschieben als Beschleunigungsvorgang
und das Herausziehen als Bremsvorgang verwendet wird. In diesem
Fall kann nahezu das gesamte Betätigungsspektrum
für das
Fahren eines Fahrzeugs durch die Kombination von Schwenkbetätigungen
und Einschub- und
Ausziehbetätigungen
der Schwenkplatte 11 zur Verfügung gestellt werden.
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3A ist
eine perspektivische Außenansicht
des dritten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. 3B ist
eine geschnittene Seitenansicht der Lenkeinrichtung. Die Lenkeinrichtung 1 weist, ähnlich der
Lenkeinrichtung 1 der 1A und 1B,
eine Stützwelle 10 auf,
die von der Vorderseite eines Armaturenbretts D absteht, und eine
Betätigungsplatte 11 auf,
die an einem Ende der Stützwelle 10 ungefähr im Mittelbereich
abgestützt
ist, um nach rechts und links verschwenkbar zu sein. Das Lenken
mit der Lenkeinrichtung 1 erfolgt durch das von einem Lenkwinkelsensor 14 vorgenommene
Erkennen der Schwenkrichtung und des Schwenkwinkels der Betätigungsplatte 11 unter
von der Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 aufgebrachter
Reaktionskraft und durch Bewegen der an dem Lenkmechanismus angebrachten
Lenkbetätigungseinrichtung
auf der Basis des Erkennungsergebnisses. Da die Stützstruktur
der Betätigungsplatte 11 am
Ende der Stützwelle 10 und
die Strukturen sowie der Betrieb des Lenkwinkelsensors 14 und
der Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 gleich denjenigen
des in den 1A und 1B dargestellten
ersten Ausführungsbeispiels
sind, entfällt
hier eine detaillierte Beschreibung.
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Das
Merkmal dieses Ausführungsbeispiels liegt
darin, dass die Stützwelle 10 frei
auf einer Achse derselben drehbar gestützt ist, so dass ein die Betätigungsplatte 11 greifender
Fahrer zusätzlich
zum Verschwenken der Betätigungsplatte 11 nach
links und rechts, die Betätigungsplatte 11 mit
der Stützwelle 10 drehen
kann. 3A zeigt in doppelt strichpunktierten
Linien den Zustand, in dem die Betätigungsplatte 11 durch
Druck auf die rechte Seite verschwenkt ist, während 3B in
doppelt strichpunktierten Linien einen Zustand zeigt, in dem die
Betätigungsplatte 11 gedreht
wurde.
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Ein
am Mittelbereich der Stützwelle 10 angebrachter
Drehwinkelsensor 17 erkennt den Betrag einer derartigen
Drehbewegung der Betätigungsplatte 11 sowie
die Drehrichtung. Das Erkennungsergebnis kann zum Steuern der Betä tigung der
Lenkbetätigungseinrichtung
dienen, ähnlich
dem Erkennungsergebnis des Lenkwinkelsensors 14, so dass
ein weites Lenken durch ein Drehen und ein enges Lenken durch ein
Schwenken erfolgt. Ähnlich
dem zweiten Ausführungsbeispiel
kann das Erkennungsergebnis des Drehwinkelsensors 17 ferner
zum Steuern der Entsprechung zwischen dem Schwenkbetrag der Betätigungsplatte 11 und
dem Bewegungsbetrag der Lenkbetätigungseinrichtung,
dem sogenannten Lenküberstragungsverhältnis, verwendet
werden, so dass ein weites Lenken durch eine Kombination einer Schwenk-
und einer Drehbetätigung
in der gleichen Richtung erfolgt, während ein enges Lenken nur durch
Schwenken erfolgt. Auf diese Weise können zahlreiche verschiedene
Lenkarten bereitgestellt werden.
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4A ist
eine perspektivische Außenansicht
des vierten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. 4B ist
eine geschnittene Seitenansicht entlang der Linie B-B in 4A.
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Die
in diesen Figuren gezeigte Lenkeinrichtung 1 umfasst eine
Stützwelle 10,
die im wesentlichen vertikal auf der Oberfläche einer Armlehne A an der
Innenseite einer in den Figuren nicht dargestellten Seitentür vorgesehen
ist, und eine rechteckige plattenförmige Betätigungsplatte (Betätigungselement) 11,
die an einem Ende der Stützwelle 10 abgestützt ist.
Wie in 4B dargestellt, durchsetzt ein Stützstift 12 einen
Endbereich der Stützwelle 10 nach vorn
und hinten, so dass er die Stützwelle 10 ungefähr im rechten
Winkel kreuzt. Ein Stützbügel 13 ist ungefähr im Mittelbereich
einer Seite der Betätigungsplatte 11 vorgesehen.
Die Abstützung
der Betätigungsplatte 11 am
Ende der Stützwelle 10 wird durch
drehbares Stützen
des Stützbügels 13 an
dem Stützstift 12 erreicht.
Die derart gestützte
Betätigungsplatte 11 kann
um die Achse des Stützstifts 12 nach
rechts und links verschwenkt werden, wie durch Pfeile in der 4A dargestellt.
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Wie
in 4B dargestellt, sind ein Lenkwinkelsensor 14 und
eine Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 an einem Stützbereich
Betätigungsplatte 11 ange bracht.
Die vorgenannten Schwenkbewegungen der Betätigungsplatte 11 erfolgen
unter Widerstand, der von der Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 auf
den Stützbereich
aufgebracht wird. Der Lenkwinkelsensor 14 erkennt den Schwenkwinkel
sowie die Schwenkrichtung. Die Strukturen sowie der Betrieb des
Lenkwinkelsensors 14 und der Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 sind
gleich denjenigen des in den 1A und 1B dargestellten
ersten Ausführungsbeispiels,
so dass hier eine detaillierte Beschreibung entfällt. Es sei darauf hingewiesen, dass
die 4A nur die Position der Stützwelle 10 an der
Rückseite
der Betätigungsplatte 11 darstellt
und der Stützstift 12,
der Stützbügel 13,
der Lenkwinkelsensor 14 und die Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 in
dieser Figur nicht gezeigt sind.
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In
einem Fahrzeug, das mit einer derart aufgebauten Lenkeinrichtung 1 versehen
ist, kann ein auf dem Fahrersitz befindlicher Fahrer einen gewünschten
Lenkvorgang durchführen,
indem er die Betätigungsplatte 11 nach
links oder rechts verschwenkt, wobei sein Arm auf der Armlehne A
und die Handfläche
auf der Oberseite der Betätigungsplatte 11 liegt.
Da eine derartige Schwenkbetätigung der
Betätigungsplatte 11 einfach
ist und einen im Vergleich mit einer Drehbetätigung einer allgemein verwendeten
lenkradförmigen
Lenkeinrichtung geringen Betätigungsbetrag
erfordert, können
die Lenklast und die Ermüdung
beim Fahren reduziert werden. Ferner kann eine derartige Lenkvorrichtung
körperbehinderten
Fahrern die Möglichkeit
bieten, zu fahren. Des weiteren kann bei diesem Ausführungsbeispiel,
bei dem der auf dem Fahrersitz befindliche Fahrer das Fahrzeug in
einer bequemen Position lenken kann, in der sein Arm wie erwähnt auf
der Armlehne A ruht, die Ermüdung
beim Fahren weiter verringert werden.
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5 ist
eine Ansicht des fünften
Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. Die
in der Figur gezeigte Lenkeinrichtung 1 weist eine Stützwelle 10,
die unter den Füßen des
Fahrers angeordnet ist und ungefähr
vertikal vom Boden F der Fahrgastzelle absteht, und eine Betätigungsplatte 11 auf,
die an einem Ende der Stützwelle 10 im
Mittelbereich abgestützt
ist, so dass sie nach rechts und links ver schwenkbar ist. Die Lenkeinrichtung 1 ermöglicht das
Lenken durch Bewegen einer an dem Lenkmechanismus angebrachten Lenkbetätigungseinrichtung
auf der Basis von Ergebnissen der Erkennung der Schwenkrichtung
und des Schwenkwinkels der Betätigungsplatte 11.
Da die Stützstruktur
der Betätigungsplatte 11 und
die Strukturen sowie der Betrieb des Lenkwinkelsensors 14 und
der Reaktionskraftaufbringeinrichtung 15 zum Aufbringen
einer Reaktionskraft auf die Betätigungsplatte 11 gleich
denjenigen des in den 1A und 1B dargestellten ersten
Ausführungsbeispiels
sind, entfällt
hier eine detaillierte Beschreibung.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel,
bei dem die Betätigungsplatte 11 auf
dem Boden F der Fahrgastzelle unter den Füßen eines Fahrers angeordnet
ist, kann ein auf einem Sitz S sitzender Fahrer 6 seine Füße auf den
linken und den rechten Endbereich der Betätigungsplatte 11 setzen
und die Betätigungsplatte 11 verschwenken,
indem er wie in der Figur gezeigt durch Treten auf die Platte Druck
auf diese aufbringt, um so durch das Verschwenken das gewünschte Lenken
in die jeweilige Richtung zu erreichen. Da eine derartige Schwenkbetätigung der
Betätigungsplatte 11 einfach
ist und einen im Vergleich mit einer Drehbetätigung einer allgemein verwendeten
lenkradförmigen
Lenkeinrichtung geringen Betätigungsbetrag
erfordert, können
die Lenklast und die Ermüdung
beim Fahren reduziert werden.
-
6 ist
eine Ansicht des sechsten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. 7 ist
eine Ansicht des siebten Ausführungsbeispiels
derselben.
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Die
in 6 dargestellte Lenkeinrichtung 1 weist
eine großformatige
Betätigungsplatte 11,
die an einem Ende auf dem Boden F der Fahrgastzelle stehenden Stützwelle 10 abgestützt ist,
und einen daran angebrachten Sitz S für den Fahrer auf, wobei die Betätigungsplatte 11 als
Stützbasis
dient. Der auf dem Sitz S sitzende Fahrer führt die gewünschte Lenkung in die jeweilige
Richtung aus, indem er die Betätigungsplatte
durch Gewichtsverlagerung nach links oder rechts verschwenkt. Bei
einem derartigen Aufbau kann der Fahrer das Fahrzeug mit dem gleichen
Gefühl
lenken, wie er es beim Lenken eines Zweirads hätte, wobei die Lenklast und
die Ermüdung
beim Fahren verringert werden können.
-
Neutralisierfedern 18 sind
zwischen der rechten Seite der Betätigungsplatte 11 und
dem Boden F und zwischen der linken Seite der Betätigungsplatte 11 und
dem Boden F vorgesehen. Die Betätigungsplatte 11 ist
derart aufgebaut, dass sie gegen die von den Neutralisierfedern 18 aufgebrachte
Federkraft nach rechts und links verschwenkbar ist. Da der Aufbau
und die Betätigung
anderer Teile, beispielsweise des Stützbereichs der Betätigungsplatte 11 und
der Lenkwinkelsensor 14 zum Erkennen des Schwenkwinkels
der Betätigungsplatte 11,
gleich denjenigen des in den 1A und 1B dargestellten
ersten Ausführungsbeispiels
sind, entfällt
hier eine detaillierte Beschreibung.
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Ähnlich der
in den 4A und 4B dargestellten
Lenkeinrichtung 1 ist die in 7 dargestellte
Lenkeinrichtung 1 derart aufgebaut, dass die Betätigungsplatte 11 an
einem Ende einer (in der Figur nicht dargestellten) Stützwelle
abgestützt
ist, welche von der Oberseite einer Armlehne A aufragt, wobei ein
Modell 19 eines Fahrzeugs an der Oberseite der Betätigungsplatte 11 angebracht
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann, teilweise zur Freude, das Lenken in jeweilige Richtungen durch
Ergreifen des Fahrzeugmodells 19 und Verschwenken der Betätigungsplatte 11 nach
links oder rechts erfolgen, so dass die Lenklast und die Ermüdung beim
Fahren verringert werden können.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Figur eine perspektivische Darstellung der
Struktur von der Vorderseite des Fahrzeugs zeigt, d.h. in zu 4A entgegengesetzter
Richtung.
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Bei
den in den 5 bis 7 dargestellten Strukturen
kann die Betätigungsplatte 11 ebenfalls derart
gestützt
sein, dass sie nach links und rechts schwenkbar, aber auch nach
hinten oder vorn verschwenkbar oder auf der Stützwelle drehbar ist. In diesem
Fall können
zahlreiche Formen des Lenkens bereitgestellt werden, wobei Kombinationen
eines Schwenkens nach hinten oder vorn und eines Schwenkens nach
rechts oder links oder eine Kombination von Schwenken und Drehen
verwendet werden.
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8A ist
eine perspektivische Außenansicht
des achten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. 8B ist
eine geschnittene Seitenansicht der Lenkeinrichtung. Die in diesen
Figuren dargestellte Lenkeinrichtung 2 ist an einem Teil des
Armaturenbretts D durch einen in der Fahrgastzelle sitzenden Fahrer
verschiebbar angeordnet. Wie in 8B gezeigt,
umfasst die Lenkeinrichtung 2 ein lineares stangenförmiges Führungselement 20,
dessen Längserstreckung
von links nach rechts verläuft, einen
Schieber 21, der auf dem Führungselement 20 in
Längsrichtung
frei verschiebbar gehalten ist, und einen Betätigungshebel (Betätigungselement) 22, das
in Richtung des Fahrers vorsteht, wobei dessen Basis an dem Schieber 21 abgestützt ist.
Ein Griff 23 ist an einem Ende des Betätigungshebels 22 vorgesehen.
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Wie
in 8B dargestellt, ist der Schieber 21 in
Richtung auf einen Mittelbereich des Führungsteils 20 durch
zwei Neutralisierfedern vorgespannt, die in federndem Kontakt mit
beiden Seiten des Schiebers 21 stehen, so dass dieser in
eine Neutralstellung verbracht wird, in der sich die Federkräfte der
Neutralisierfedern 24 ausgleichen, d.h. in eine Längsmittenposition
des Führungsteils 20.
Der derart aufgebaute Betätigungshebel 22 kann
in Längsrichtung
des Führungsteils 20,
d.h. nach rechts und links für
das Fahrzeug, entgegen der von den Neutralisierfedern 24 beim
Gleiten des Schiebers 21 aufgebrachten Gegenkraft verschoben
werden. 8A zeigt in doppelt strichpunktierten
Linien den nach links verschobenen Betätigungshebel 22.
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Wie
in der Figur schematisch dargestellt, erkennt ein als lineares Potentiometer
ausgebildeter Verschiebungssensor 25 die Verschiebungsposition des
Betätigungshebels 22,
der wie beschrieben verschoben werden kann, sowie die Verschiebungsrichtung.
Die erkannte Position wird als die Richtung und der Betrag der Betätigung der
Lenkeinrichtung 2 zum Lenken behandelt und zum Steuern
der Betätigung einer
in der Figur nicht dargestellten Lenkbetätigungs einrichtung verwendet.
Die Steuerung kann durch Steuervorgänge erfolgen, wie in der Japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. 10-218000 der Anmelderin als Steuervorgänge für eine Lenkvorrichtung vom
separaten Typ mit lenkradförmiger
Lenkeinrichtung beschrieben.
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Bei
einem Fahrzeug, das mit einer derart aufgebauten Lenkeinrichtung 2 versehen
ist, kann ein auf dem Fahrersitz sitzender Fahrer das Fahrzeug lenken,
indem er den Griff 23 an einem Ende des im vorderen Bereich
angeordneten Betätigungshebels 22 greift
und den Betätigungshebel 22 nach
links oder rechts verschiebt. Da eine derartige Verschiebung des
Betätigungshebels 22 einfach
ist und einen im Vergleich mit einer Drehbetätigung einer allgemein verwendeten
lenkradförmigen
Lenkeinrichtung geringen Betätigungsbetrag
erfordert, können
die Lenklast und die Ermüdung
beim Fahren reduziert werden. Ferner kann eine derartige Lenkvorrichtung körperbehinderten
Fahrern die Möglichkeit
bieten, zu fahren.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die vorangehenden Erklärungen zwar
einen Fall beschreiben, bei dem die in den 8A und 8B dargestellte Lenkeinrichtung 2 allein
vorgesehen ist, jedoch kann die Lenkeinrichtung 2 auch
zum Unterstützen
der lenkradförmigen
Lenkeinrichtung auf einem Polsterbereich des in den Figuren nicht
dargestellten Lenkrads vorgesehen sein und beispielsweise nur zum Lenken
mit einem sehr kleinen Winkel während
des Fahrens auf offener Straße
oder dergleichen dienen.
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Die
Position der Lenkeinrichtung 2 ist nicht auf das in den 8A und 8B dargestellte
Armaturenbrett D beschränkt,
und die Lenkeinrichtung 2 kann an einer geeigneten Position
angeordnet sein, beispielsweise die Oberseite einer ein den 4A und 5B dargestellten Armlehne A, solange der
Fahrer die Lenkeinrichtung 2 betätigen kann.
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9A ist
eine perspektivische Außenansicht
des neunten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug
und 9B ist eine geschnittene Seitenansicht der Lenkeinrichtung.
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10A ist eine perspektivische Außenansicht
des zehnten Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug
und 10B ist eine geschnittene Seitenansicht
der Lenkeinrichtung. Die in diesen Figuren dargestellte Lenkeinrichtung 2 umfasst, ähnlich wie
die in den 8A und 8B dargestellte Lenkeinrichtung 2,
ein sich in einem Teil des Armaturenbretts D nach links und rechts
erstreckendes lineares stangenförmiges
Führungsteil 20,
einen frei in Längsrichtung
verschiebbar auf dem Führungsteil gehaltenen
Schieber 21 und einen Betätigungshebel (Betätigungselement) 22,
dessen Basis an dem Schieber 21 abgestützt ist. Da der Stützaufbau
des Schiebers 21 an dem Führungsteil 20, der
Aufbau und die Betätigung
der Neutralisierfedern 24, des Verschiebungssensors 25 und
der Inhalt der Lenksteueroperationen basierend auf der von dem Verschiebungssensor 25 erkannten
Position gleich dem achten Ausführungsbeispiel
der 8A und 8B sind,
entfällt
hier eine detaillierte Beschreibung.
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Das
Merkmal dieser Ausführungsbeispiele liegt
in der Stützstruktur
des Führungsteils 20 an
dem Schieber 21. Der in den 9A und 9B dargestellte
Betätigungshebel 22 ist
in einen Gleitbügel 27 eingesetzt
und dort gestützt,
der an dem Schieber 21 vorgesehen ist, so dass er in bezug
auf den Gleitbügel 27 durch
axiales Ziehen und Schieben in einer Teleskopbewegung aus dem Schieber 21 heraus
und in diesen hinein bewegbar ist. Eine derartige Teleskopbewegung
kann zwischen einer in 9A in durchgezogenen Linien
dargestellten Position und einer in strichpunktierten Linien in
der Figur dargestellten Position erfolgen. Der Betätigungsbetrag
wird durch einen (in der Figur nicht dargestellten) Teleskopbewegungssensor
erkannt, der zwischen dem Betätigungshebel 22 und
dem Schieber 21 angeordnet ist.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
kann der den Griff 23 ergreifende Fahrer eine Verschiebung des
Betätigungshebels 22 entlang
dem Führungsteil 20 sowie
eine Teleskopbetätigung
des Betätigungshebels 22 an
jeweiligen Verschiebungspositionen durchführen. Das Ergebnis der Erkennung
des Betrags der von dem Teleskopbewegungssensor erkannten Teleskopbewegung
des Betätigungshebels 22 kann
beispielsweise zum Steuern der Entsprechung zwischen dem Verschiebungsbetrag
des Betätigungshebels 22 und
dem Bewegungsbetrag der Lenkbetätigungseinrichtung,
des sogenannten Lenkübertragungsverhältnisses,
verwendet werden. In diesem Fall kann eine Vielzahl verschiedener
Lenkformen bereitgestellt werden, einschließlich eines Beispiels, bei
dem ein weites Lenken durch eine Kombination von Einschieben und
Verschieben des Betätigungshebels 22 durchgeführt wird,
während ein
enges Lenken durch eine Kombination von Herausziehen und Verschieben
erreicht wird.
-
Ferner
kann das Erkennungsergebnis der von dem Teleskopbewegungssensor
erkannten Teleskopbewegung beispielsweise zum Steuern der Erhöhung oder
Verringerung der Fahrgeschwindigkeit verwendet werden, indem das
Einschieben als Beschleunigung und das Herausziehen als Bremsen dient.
In diesem Fall kann nahezu die gesamte Bandbreite der zum Fahren
eines Fahrzeugs erforderlichen Operationen durch die Kombination
von Verschiebungsbewegungen und Teleskopbewegungen des Betätigungshebels 22 bereitgestellt
werden.
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Der
in den 10A und 10B dargestellte
Betätigungshebel 22 ist
an der Oberseite des Schiebers 21 derart abgestützt, dass
er frei um eine Drehachse 26 schwenkbar ist, und er ist
an dem Schieber 21 derart angebracht, dass er nach oben und
unten verschwenkbar ist. Der Schwenkbetrag wird von einem (in den
Figuren nicht dargestellten) Schwenkwinkelsensor erkannt, der am
Stützbereich des
Betätigungshebels 22 vorgesehen
ist.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
kann der den Griff 23 ergreifende Fahrer eine Verschiebung des
Betätigungshebels 22 entlang
dem Führungsteil 20 sowie
ein auf- und abwärts
gerichtetes Verschwenken des Betätigungshebels 22 an
jeweiligen Verschiebungspositionen durchführen. Das Ergebnis der Erkennung
des Schwenkwinkels der von dem Schwenkwinkelsensor erkannten auf-
und abwärts gerichteten
Schwenkbewegung des Betätigungshebels 22 kann
beispielsweise zum Steuern der Entsprechung zwischen dem Verschiebungsbetrag
des Betätigungshebels 22 und
dem Bewegungsbetrag der Lenkbetätigungseinrichtung,
des sogenannten Lenkübertragungsverhältnisses,
verwendet werden. In diesem Fall kann eine Vielzahl verschiedener Lenkformen
be reitgestellt werden, einschließlich eines Beispiels, bei
dem ein weites Lenken durch eine Kombination von Aufwärtsschwenken
und Verschieben des Betätigungshebels 22 nach
rechts oder links durchgeführt
wird, während
ein enges Lenken durch eine Kombination von Abwärtsschwenken und Verschieben
nach rechts oder links erreicht wird.
-
Ferner
kann das Erkennungsergebnis der von dem Schwenkwinkelsensor erkannten
Auf- und Abwärtsschwenkbewegung
beispielsweise zum Steuern der Erhöhung oder Verringerung der
Fahrgeschwindigkeit verwendet werden, indem das Aufwärtsschwenken
als Beschleunigung und das Abwärtsschwenken
als Bremsen dient. In diesem Fall kann nahezu die gesamte Bandbreite
der zum Fahren eines Fahrzeugs erforderlichen Operationen durch
die Kombination von Verschiebungsbewegungen und Auf- und Abwärtsschwenkbewegungen
des Betätigungshebels 22 bereitgestellt
werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Schwenkrichtungen des
Betätigungshebels 22 nicht
auf die in den Figuren dargestellte Auf- bzw. Abwärtsrichtung
beschränkt
sind, sondern andere Richtungen, beispielsweise links und rechts,
sein können.
-
11 ist
eine Ansicht des elften Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. Wie
in der Figur dargestellt, umfasst die Lenkeinrichtung 3 ein
Lenkrad 30 und einen linken Griff 31, sowie einen
rechten Griff 32, die jeweils an einem linken und einem
rechten Teil eines Ringbereichs des Lenkrads 30 vorgesehen
sind.
-
Das
Lenkrad 30 ist eine bekannte Lenkeinrichtung, die an einem
Ende einer in der Figur nicht dargestellten Säulenwelle angebracht ist und
auf der Achse der Säulenwelle
gedreht wird. Der Betätigungsbetrag
desselben wird von einem an der Säulenwelle angebrachten Drehwinkeldetektor
erkannt. Das Erkennungsergebnis dient der Steuerung der Betätigung einer
in der Figur nicht dargestellten Lenkbetätigungseinrichtung, die in
einem Lenkmechanismus angebracht ist. Die Steuerung kann nach Steuervorgängen erfolgen,
wie sie in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 10-218000
der Anmelderin offenbart sind.
-
Der
linke Griff 31 und der rechte Griff 32, die an
einem derartigen Lenkrad 30 angebracht sind, sind so aufgebaut,
dass sie von einem sie ergreifenden Fahrer gedreht werden können. Der
Drehbetrag wird separat von (in der Figur nicht dargestellten) Sensoren
erkannt, die jeweils in inneren Bereichen derselben angeordnet sind.
Jedes Erkennungsergebnis wird zu einem Drehbetätigungsbetrag des Lenkrads 30 in
der selben Richtung als ein Signal addiert, das den Korrekturlenkbetrag
in dieser Richtung angibt und zum Steuern der Betätigung einer
Lenkbetätigungseinrichtung
dient.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
kann der Fahrer durch Drehen des Lenkrads nach rechts und links
lenken und durch Drehen des linken Griffs 31 und des rechten
Griffs 32 in diesem Zustand korrigierend lenken. Infolgedessen
kann ein Lenken mit hoher Genauigkeit leicht erreicht werden. Da
ein Lenken in einem kleinen Winkel nach rechts oder links durch
bloßes
Drehen des linken Griffs 31 oder des rechten Griffs 32 erfolgen
kann, können
die Lenklast und die Ermüdung
durch das Fahren verringert werden.
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12 ist
eine Ansicht des elften Ausführungsbeispiels
der Lenkeinrichtung in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug. Wie
in der Figur dargestellt, umfasst die Lenkeinrichtung 3 eine
stabförmige
Lenkstange 34, die an einem Ende der Säulenwelle 33 derart
angebracht ist, dass sie diese rechwinklig kreuzt, und einen linken
Griff sowie einen rechten Griff 32, die gleich denen des Ausführungsbeispiels
von 11 sind und an dem linken bzw. rechten Ende der
Lenkstange 34 angebracht sind.
-
Die
Lenkstange 34 ist ein Ersatz für das Lenkrad des Ausführungsbeispiels
von 11 und ist auf der Achse der Säulenwelle 33 in einem
vorbestimmten Winkelbereich drehbar. Der Drehbetrag wird von einem
An der Säulenwelle 33 angebrachten Drehwinkeldetektor 35 erkannt.
Der linke Griff 31 und der rechte Griff 32 an
den Enden der Lenkstange 34 sind derart aufgebaut, dass
sie von einem sie ergreifenden Fahrer gedreht werden können. Der
Drehbetrag wird separat von Sensoren erkannt, die jeweils in inneren
Bereichen des linken Griffs 31 und des rechten Griffs 32 angeordnet
sind. Jedes Erkennungsergebnis wird beispielsweise zu einem Drehbetätigungsbetrag
der Lenkstange 34 in der selben Richtung als ein Signal
addiert, das den Korrekturlenkbetrag in dieser Richtung angibt,
und das Additionsergebnis wird zum Steuern der Betätigung einer
in der Figur nicht dargestellten einer in dem Lenkmechanismus angeordneten
Lenkbetätigungseinrichtung
verwendet.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
greift der Fahrer den linken Griff 31 und den rechten Griff 32 an den
Enden der Lenkstange 34 und dreht die Lenkstange 34 nach
rechts und links durch Drücken
und Ziehen der entsprechenden Seiten, um entsprechend dieser Betätigungen
zu lenken. Der Fahrer führt
ferner eine Drehbetätigung
des linken Griffs 31 oder des rechten Griffs 32 in
diesem Zustand durch, um ein korrigierendes Lenken mit einem kleinen
Winkel durchzuführen.
Infolgedessen kann ein Lenken mit hoher Genauigkeit leicht erreicht
werden. Da ein Lenken in einem kleinen Winkel nach rechts oder links
durch bloßes
Drehen des linken Griffs 31 oder des rechten Griffs 32 erfolgen
kann, können
die Lenklast und die Ermüdung
durch das Fahren verringert werden.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass das Lenkrad 30 oder die Lenkstange 34 in
diesen Ausführungsbeispielen
drehfest fixiert sein kann, so dass das Lenken nur durch ein Drehen
des linken Griffs 31 oder des rechten Griffs 32 erfolgt.
Es ist ebenfalls möglich,
Drucksensoren 36 und 37 an dem linken Griff 31 und
dem rechten Griff 32 anzubringen, die auf die Griffe 31 und 32 aufgebrachte
Griffkraft zu erkennen und das Lenken nach links oder rechts basierend
auf dem Erkennungsergebnis auszuführen.
-
Bei
dem vorgenannten Aufbau zum Erkennen der auf den linken Griff 31 und
den rechten Griff 32 aufgebrachten Griffkraft können der
linke Griff 31 und der rechte Griff 32 separat
von dem Lenkrad 30 oder der Lenkstange 34 vorgesehen
sein, so dass der Fahrer das Fahrzeug durch Greifen und Betätigen des
an einer geeigneten Position in der Fahrgastzelle angebrachten Betätigungselements
lenken kann. Bei diesem Aufbau bestehen keine Einschränkungen
hin sichtlich der Fahrposition des Fahrers und die Ermüdung durch
langes Fahren kann weiter verringert werden.
-
13 ist
eine Ansicht des dreizehnten Ausführungsbeispiels der Lenkeinrichtung
in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein
Fahrzeug. Wie in der Figur dargestellt, umfasst die Lenkeinrichtung 4 ein
Lenkrad 40 und Drehrad 41, das an der Oberfläche des
Speicherbereichs des Lenkrads 40 nahe dem Ringbereich angeordnet
ist.
-
Das
Lenkrad 40 ist eine bekannte Lenkeinrichtung, die an einem
Ende einer in der Figur nicht dargestellten Säulenwelle angebracht und auf
der Achse der Säulenwelle
gedreht wird. Der Drehbetrag desselben wird von einem an der Säulenwelle
angebrachten Drehwinkeldetektor erkannt. Das Erkennungsergebnis
dient dem Steuern der Betätigung
einer in der Figur nicht dargestellten Lenkbetätigungseinrichtung, die in
einem Lenkmechanismus angeordnet ist. Der Steuervorgang ist in der
Japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 10-218000 der
Anmelderin beschrieben.
-
Das
an einem derartigen Lenkrad 40 angebrachte Drehrad 41 ist
derart aufgebaut, dass es auf einer Mittelwelle 42 drehbar
ist, die sich ungefähr
in radialer Richtung des Lenkrads 40 erstreckt und in radialer
Richtung der Mittelwelle 42 gedrückt werden kann. Die Richtung
und der Betrag der Drehbetätigung
und die Druckbetätigung
werden von einer Sensoreinheit 43 erkannt, die auf einer
Seite der Mittelwelle 42 angebracht ist. Die Drehrichtungen
des Drehrads 41 sind jeweils der linken und der rechten Lenkrichtung
zugeordnet. Das Erkennungsergebnis des Drehbetrags wird beispielsweise
dem Drehbetätigungsbetrag
des Lenkrads 40 in der gleichen Richtung als Signale hinzu
addiert, welche den Korrekturbetätigungsbetrag
zu der jeweiligen Seite hin angeben und zur Steuerung der Betätigung der
Lenkbetätigungseinrichtung
dienen.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
kann der Fahrer das Lenken nach links und rechts durch Drehen des
Lenkrads 40 und korrigierendes Lenken durch Drehen des
Drehrades 41 in diesem Zustand durchführen. Infolgedessen kann ein Lenken
mit hoher Genauigkeit leicht erreicht werden. Da ein Lenken in einem
kleinen Winkel nach rechts oder links durch bloßes Drehen des Drehrads 41 erfolgen
kann, können
die Lenklast und die Ermüdung
durch langes Fahren verringert werden.
-
Das
von der Sensoreinheit 43 erkannte Drücken des Drehrads 41 dient
als Signal, das die Zulässigkeit
und das Lösen
des Drehens des Drehrads 41 angibt. Anders ausgedrückt: das
Lenken oder das korrigierende Lenken durch das Drehen des Drehrads 41 erfordert
für die
Zulässigkeit
das Drücken
desselben. Die Ergebnisse der Erkennung der Richtung und des Betrags
des Drehens nach dem Drücken
des Drehrads 41 dienen dem Lenken oder dem korrigierenden
Lenken. Das derart ausgeführte
Lenken wird durch ein nochmaliges Drücken aufgehoben. Auf diese
Weise kann verhindert werden, dass ein Lenken oder korrigierendes
Lenken durch unbeabsichtigtes Betätigen des Drehrads 41 erfolgt.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass das Lenkrad 40 in diesem Ausführungsbeispiel
drehfest fixiert sein kann, so dass das Lenken nur durch ein Drehen des
Drehrads 41 erfolgt. In diesem Fall ist es ebenfalls möglich, das
Drehrad 41 separat von dem Lenkrad 40 vorzusehen,
so dass der Fahrer das Fahrzeug durch Drehen an einer geeigneten
Position in der Fahrgastzelle lenken kann. Bei diesem Aufbau bestehen
keine Einschränkungen
hinsichtlich der Fahrposition des Fahrers und die Ermüdung durch
langes Fahren kann weiter verringert werden. Ferner kann anstelle
des Drehrads 41 ein Rad vorgesehen sein, das nicht durch
Drücken
betätigbar
ist.
-
14 ist
eine Ansicht des vierzehnten Ausführungsbeispiels der Lenkeinrichtung
in einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung
für ein
Fahrzeug. Wie in der Figur dargestellt, ist die Lenkeinrichtung 5 durch
das Verbinden der Endbereiche eines Betätigungselements 53,
das als bahnförmiges
Teil mit vorbestimmter Länge
ausgebildet ist, mit zwei vorstehenden Stangen 51 und 52 gebildet,
die aus beiden Seiten eines Stützkastens 50 ragen,
um so durch das zwischen den Stützstangen 51 und 52 befindliche Betätigungselement 53 einen
U förmigen
Betätigungsbereich
zu bilden. Die Lenkeinrichtung 5 ist an einer geeigneten,
in der Figur nicht dargestellten Stelle in einem Fahrzeug angeordnet,
wobei sich die Stützstangen 51 und 52 nach
links und rechts erstrecken.
-
Ein
linker und ein rechter Kraftsensor 54 und 55 zum
Erkennen von auf die Stützstangen 51 und 52 aufgebrachten
Aktionskräften
ist in dem Stützkasten 50 vorgesehen.
Wenn an der linken Hälfte
des U-förmigen
Betätigungselements 53 gezogen
wird, erkennt der Kraftsensor 54 eine auf die Stützstange 51 aufgebrachte
Aktionskraft auf der gleichen Seite, während beim Ziehen an der rechten
Hälfte
des Betätigungselements 53 der
Kraftsensor 55 eine auf die Stützstange 52 auf der
gleichen Seite aufgebrachte Aktionskraft erkennt. Die Stärke der
auf diese Weise erkannten Aktionskräfte dient als Betätigungsbetrag in
die den jeweiligen Stützstangen 51 und 52 entsprechenden
Richtungen und der Steuerung einer in der Figur nicht dargestellten
Lenkbetätigungseinrichtung, die
in einem Lenkmechanismus angeordnet ist.
-
Bei
diesem Ausführungsbeispiel
sitzt der Fahrer der Vorderseite des Stützkastens 50 gegenüber, greift
den Mittelbereich des U-förmigen
Betätigungselements 53 von
der linken und der rechten Seite her mit der linken und der rechten
Hand und zieht entweder den linken oder den rechten Griffbereich,
um in die dem Zug entsprechende Richtung zu lenken. Da das Lenken
in die entsprechende Richtung quantitativ entsprechend der von den
Kraftsensoren 54 und 55 erkannten Stärke der
Betätigungskraft
erfolgt, kann der Lenkbetrag auf der Basis der Stärke der
Zugbetätigung
des rechten oder linken Griffbereichs eingestellt werden.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
kann derart aufgebaut sein, dass das Fahrzeug gebremst wird, wenn der
rechte und der linke Griffbereich gleichzeitig gezogen werden und
die Kraftsensoren 54 und 55 ungefähr die gleichen
Aktionskräfte
erkennen. Ein derartiger Aufbau kann zum Steuern der Verringerung der
Fahrgeschwindigkeit dienen. Ferner kann dieses Ausführungsbeispiel
derart aufgebaut sein, dass das Fahrzeug beschleunigt wird, wenn
die Kraftsensoren 54 und 55 eine periodische Kraftveränderung
erkennen. Ein derartiger Aufbau kann auch zum Steuern des Anstiegs
der Fahrgeschwindigkeit verwendet werden. Eine derartige periodische
Kraftveränderung wird
erzeugt, wenn eine "Pferdeantreibbewegung" (eine Schwenkbewegung
mit den Zügeln
des Pferdes zum Antreiben desselben) mit dem Betätigungselement 53 ausgeführt wird.
Der Fahrer kann das Fahrzeug mit einer derartigen "Pferdeantreibbewegung" und einer Zugbewegung
beschleunigen und abbremsen. Ferner können nahezu sämtliche
Betätigungen
zum Fahren eines Fahrzeugs durch eine Kombination dieser Betätigungen
und das Lenken durch das Ziehen des Betätigungselements 53 nach rechts
oder links bereitgestellt werden.
-
Die
vorgenannte Betätigung
des Betätigungselements 53 ist
mit der Handhabung eines Pferdes identisch. Infolgedessen kann der
Fahrer das Fahrzeug mit dem Gefühl
des Reitens fahren und lenken, wobei die Lenklast und die Ermüdung beim Fahren
verringert werden können.
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15 ist
eine erklärende
Ansicht eines Lenkzustands, der mit einem Fahrzeug erreichbar ist, das
mit der vorgenannten Lenkvorrichtung versehen ist. Wie in der Figur
dargestellt, liegt der Fahrer 6 auf dem Rücken auf
einem zurückgeklappten
Sitz 5, wobei er eine Brille 7 trägt, welche
ein vorbestimmtes Bild auf der Innenfläche der Linsen abbildet, so
dass er die Lenkeinrichtung 8 haltend eine bestimmte Operation
ausführt.
Auf der Innenseite der Brille 7 wird ein Bild 70 angezeigt,
das die Frontsicht aus dem Fahrzeug wiedergibt, Bilder 71 und 72,
welche die Sicht nach hinten und die Sicht aus den Seiten des Fahrzeugs
heraus zeigen, und ein Bild 73, welche Anzeigen darstellen,
die zum Fahren eines Fahrzeugs erforderlich sind, beispielsweise
Anzeigen für die
Fahrzeuggeschwindigkeit und die Motordrehzahl. Bei diesem Aufbau
kann das gewünschte
Lenken durch Betätigen
der Lenkeinrichtung 8 durch den die Bilder sehenden Fahrer 6 erfolgen.
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Die
in 15 dargestellte Lenkeinrichtung 8 ist
separat von Strukturteilen in der Fahrgastzelle aufgebaut und kann
so aufgebaut sein, dass an einem Betätigungskasten, welchen der
Fahrer auf dem Rücken
liegend, wie in 15 dargestellt, ergreifen kann,
die Lenkeinrichtung 1 der 1A bis 7 mit der
nach links oder rechts verschwenkbaren Betätigungsplatte 11,
die Lenkeinrichtung 2 der 8A bis 10B mit dem nach rechts und links verschiebbaren
Betätigungshebel 22,
die Lenkeinrichtung 3 der 11 und 12 mit
den zur Betätigung
zu drehenden oder zu ergreifenden linken und rechten Griffen 31, 32,
oder die Lenkeinrichtung 4 der 13 mit einem
zu drehenden Rad, beispielsweise dem Drehrad 41 angebracht
ist.
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Wie
zuvor im Detail anhand einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug
beschrieben, die einen geringen Betätigungsbetrag erfordert und
das Lenken eines Fahrzeugs durch leicht auszuführende Betätigungen eines Betätigungselements ermöglicht,
können
die Lenklast und die Ermüdung durch
das Fahren verringert werden. Ferner kann eine derartige Lenkvorrichtung
körperbehinderten Fahrern
die Möglichkeit
des Fahrens eröffnen.
Wenn das Betätigungselement
an einer geeigneten Position in der Fahrgastzelle angeordnet ist,
kann der Fahrer des weiteren das Element in einer bequemen Position
betätigen.