JP2000203301A - 自動車用運転操作装置 - Google Patents

自動車用運転操作装置

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JP2000203301A
JP2000203301A JP879599A JP879599A JP2000203301A JP 2000203301 A JP2000203301 A JP 2000203301A JP 879599 A JP879599 A JP 879599A JP 879599 A JP879599 A JP 879599A JP 2000203301 A JP2000203301 A JP 2000203301A
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vehicle
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driving operation
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JP879599A
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English (en)
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Haruhiko Sato
晴彦 佐藤
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一本のジョイスティックで操舵、加減速の両
方の操作を行う場合、片方の操作が他方の操作に影響せ
ず、かつ、保持時の筋負担を低減させることが可能な自
動車用運転操作装置を提供すること。 【解決手段】 ジョイスティック10の操作量は、ジョ
イスティック10内の中心軸12に設けた2つの検出手
段で、左右方向(以下Y軸)、前後方向(以下X軸)の
それぞれの角度を検出する。この信号は、制御手段50
に入り、制御手段50では、この信号及び車速検出手段
により検出した車速の値を基に演算して、ステアリング
駆動手段60、スロットル駆動手段70、ブレーキ駆動
手段80を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ジョイスティック
を用いて操舵、走行を行う自動車用運転操作装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のジョイスティックを用いて操舵、
加減速を行う車両用運転操作装置としては、例えば特開
平8−34353号公報に開示されているように、図1
7に示すような構造のものがあった。この従来技術は、
運転席横のアームレスト上にジョイスティックを配置し
たものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用運転操作装置にあっては、一本のジョ
イスティックで操舵、加減速を行う場合(ここでは、左
右方向操作でステア操作、前方向操作でブレーキ、後方
向でアクセルとする)、運転者にとっては、横方向操
作、前後方向操作の複合操作となるため、あるシーンに
おいては一方のみ操作する場合や位置を保持する場合に
運転者に緊張を強いる、腕に力が入ってしまう、という
問題点があった。
【0004】具体的なシーンとしては、(1)高速道路
等の直進で一定速度を保持して走行する場合、スティッ
ク位置を保持するため腕に力が入りっぱなしとなる、
(2)直進走行時にブレーキをかける場合、ステアが若
干ぶれる、(3)カーブ走行時にアクセル開度を速度一
定になるように保つのが難しい、(4)カーブ走行時に
アクセル、ブレーキ操作を行う場合、ステアが若干ぶれ
る、等である。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、一本のジョイスティックで操舵、
加減速の両方の操作を行う自動車用運転操作装置におい
て、片方の操作が他方の操作に影響せず、かつ、保持時
の筋負担を低減させる操作装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、以下のような特徴を持つ構成とする。 (1)ジョイスティックの操作力を発生する操作力発生
手段を持ち、前後、左右の各々の操作は不感帯及び調節
量の異なる複数の範囲に分割されており、その異なる範
囲への切り替わり部分に、操作力の段差及び突起特性を
持たせる。
【0007】(2)前後操作における調節量の異なる複
数の範囲とは、加速する範囲、車速を一定保持する範
囲、惰走する範囲、緩減速する範囲、減速する範囲の5
つとする。
【0008】(3)ジョイスティックの中立位置に近い
範囲から遠い範囲に移行する際は操作力を増大させ、中
立位置に遠い範囲から近い範囲に移行する際は操作力を
減少させる段差とする。
【0009】(4)車速を一定保持する範囲、惰走する
範囲等の車両状態が一定の範囲内では操作力を一定とす
る。
【0010】(5)車速により調節量の異なる複数の範
囲の分割位置及び操作力の段差、突起量が可変する。
【0011】以下、本発明の作用を説明する。本発明に
よれば、一本のジョイスティックで操舵、加減速の両方
の操作を行う場合、片方の操作が他方の操作に影響せ
ず、かつ、保持時の筋負担を低減させる自動車用運転操
作装置を提供することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明による自動車用運転
操作装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明
する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明による自動車用運
転操作装置の第1の実施の形態を示す構成図である。ま
ず、構成を説明する。運転者が右側のアームレスト20
a上のジョイスティック10を左右方向及び前後方向に
操作して運転を行う装置である。ここでは、右に操作す
ると右操舵、左に操作すると左操舵、前方に操作して減
速、後方(運転者手前)に操作して加速を指令するもの
とする。
【0013】ジョイスティック10の操作量は、ジョイ
スティック10内の中心軸12に設けた2つの検出手段
13,15(図2参照)で、左右方向(以下Y軸)、前
後方向(以下X軸)のそれぞれの角度を検出する。この
信号は、制御手段50に入り、制御手段50では、この
信号及び車速検出手段により検出した車速の値を基に演
算して、ステアリング駆動手段60、スロットル駆動手
段70、ブレーキ駆動手段80を駆動する。
【0014】また、本装置は、操作する腕の肘を支える
ためのアームレストを左右に備えており、左側のアーム
レスト20b上には、エアコン、ラジオ、ナビゲーショ
ン等の装備品の操作を行う装備品操作スイッチ25を備
えている。
【0015】図2に、ジョイスティック10の詳細構成
を示す。握り部11は、アクセル・ブレーキ方向(X
軸)、操舵方向(Y軸)を中心に回転するものであり、
それぞれの軸の端部に設けたX軸角度検出手段13及び
Y軸角度検出手段15で操作角度を検出する。
【0016】中心軸12より下部は、操作時の反力を与
えるための機構であり、中心軸12の下部に中心軸12
内を上下方向に動くボール支持部18aが係合されてい
る。ボール支持部18aと中心軸12の間にはバネ17
があり、ボール支持部18aを常に下方向に押してい
る。ボール支持部18aの下には自由に回転するボール
18bが支持されており、ボール18bは最下部に設置
された操作力発生プレート19と係合している。そのた
め、操作力発生プレート19の形状により、ボール支持
部18aは上下し、バネ17により下に押しつける力が
変化してボール18bの摺動抵抗となり、結果として握
り部11を操作するときの操作反力となる。
【0017】図3に、操作力発生プレート19を、図2
の横方向(X軸周りに操作反力を発生する方向)から見
た形状を示す。第1の実施の形態においては、X軸周り
(加減速操作方向)では、運転者が操作入力するものは
単純なスロットル開度量では無く、ストロークにより5
つのモードに範囲分けされている。このモードは、加
速、車速保持、惰走、緩減速、減速の5つとしており、
モードを分けることで、車速・車両状態保持のしやす
さ、コーナー進入時の緩減速のしやすさ及び操作時の分
かりやすさを狙っている。
【0018】各モードでの制御手段50から駆動手段へ
命令するスロットル開度・ブレーキ量は、加速範囲では
ストローク量に比例したスロットル開度、車速保持範囲
ではその車速を維持するスロットル開度、惰走範囲では
スロットル開度・ブレーキ量共ゼロ、緩減速範囲ではブ
レーキ量が微少で一定、減速範囲ではストローク量に比
例したブレーキ量である。車速保持、惰走、緩減速エリ
アでは、この範囲内での出力(スロットル開度、ブレー
キ量)は一定であり、若干操作がぶれても操作状態が同
じであることを狙いとしている。
【0019】図3に示す操作力発生プレート19の形状
は、この各モードの範囲に分けて形成されており、モー
ドの切り替わり部は段差及び突起を設けている。また、
操作反力一定の部分(車速保持範囲、惰走範囲)は一定
Rで構成し、操作反力をストロークにより変化させる部
分(加速範囲、緩減速範囲、減速範囲)は勾配を設けて
いる。
【0020】X軸操作角度ごとの操作力発生プレート1
9により発生する操作反力を、図5に示す。車速保持範
囲、惰走範囲では、操作力は一定であり、加速範囲、減
速範囲では、ストロークに比例する反力を発生する。車
速保持範囲、惰走範囲で、操作力を一定とした理由は、
機能が一定(ここではスロットル開度が一定)であるこ
とを運転者に分からせるためである。また、手を離した
ときにジョイスティック10が中立位置に戻るよう、緩
減速範囲では中立位置の反力をゼロとして若干の勾配を
付けた。
【0021】さらに、操作力発生プレート19に各モー
ドの切り替わりで段差と突起を付けたため、各モードの
切り替わりで、運転者は、操作するときに段差と突起の
反力を感じるようになる。つまり、例えば車速保持モー
ドから加速モードに切り替えるときは大きめの力を入れ
て切り替え操作をするものであり、切り替える際に大き
めのクリックを感じることになる。逆に、加速モードか
ら車速保持モードに切り替える際は安全サイドのため反
力が減少するようにし、切り替わりを分からせるため始
まりに微少のクリックを持たせた。こうすることによ
り、中心から外側方向の操作では運転者が意図的に操作
しないと他のモードに切り替わらないこと、及び、切り
替わる際にクリック感を発生して分かりやすくすること
を狙っている。
【0022】図4に、操作力発生プレート19を、図2
の前方向(Y軸周りに操作反力を発生する方向)から見
た形状を示す。Y軸(操舵)方向では、中立付近に不感
帯を設け、不感帯エリアから操舵エリアへ移行する場所
にX軸の場合と同様に段差と突起を設けている。
【0023】図6に、Y軸操作角度と操作反力の関係を
示す。このような特性とすることにより、意図的に操作
をしないと操舵エリアに入らず、例えば直進時に加減速
操作する際に、不意の操舵が起こらず安定した操作が可
能となる。
【0024】図8に、Y軸操作角度と制御手段50で算
出する操舵量の関係を示す。不感帯部では操舵量はゼロ
で、操舵エリアでは操舵量は操作角度に比例する特性と
する。
【0025】図10に、第1の実施の形態における制御
手段50のフローチャートを示す。まず、ジョイスティ
ック10のX軸及びY軸の操作角度を検出し(ステップ
S101)、X軸(加減速)方向のモードを判断する
(ステップS102)。
【0026】そのモードが車速保持モードの場合(ステ
ップS103,YES)は、その車速を維持するスロッ
トル開度を算出する(ステップS104)。ここでは、
予め図9に示す車速に対する保持するスロットル開度の
特性をテーブルとして持っているものとする。車速保持
モード以外のモードの場合(ステップS103,NO)
は、図7に示す特性から、スロットル開度及びブレーキ
量を算出する(ステップS105)。
【0027】算出した値により、スロットル駆動手段7
0又はブレーキ駆動手段80を駆動する命令を行う(ス
テップS106)。
【0028】次に、Y軸操作角度から図8の特性図を用
いて操舵量を算出し(ステップS107)、ステアリン
グ駆動手段60を駆動する命令を行う(ステップS10
8)。
【0029】(第2の実施の形態)第2の実施の形態
は、第1の実施の形態の考え方を発展させ、走行状況に
応じて各モード(X軸の加速、車速保持、惰走、緩減
速、減速モード)の範囲及び段差量を可変とするもので
ある。例えば、車速が低い場合は一定車速走行よりも加
速を重要視するため加速エリアを広く取り、高速道路等
の車速が高い場合は一定車速走行が多いため、車速保持
エリアを広く取るものである。また、車速が高い場合は
運転負担が大きいため反力の段差を大きくしてモードの
切り替わりが分かりやすいようにする。
【0030】図11に、本発明による自動車用運転操作
装置の第2の実施の形態を示す構成を示す。第1の実施
の形態では、操作反力の特性は操作力発生プレート19
の形状によっていたが、第2の実施の形態では、各モー
ドのストローク範囲を任意に設定するため、X軸、Y軸
に設けたモータ等の駆動手段で操作反力を発生する構成
とした。
【0031】X軸周りの操作反力はX軸駆動手段14
で、Y軸周りの操作反力はY軸駆動手段16で発生し、
制御手段50では操作角度及び車速の情報を基に各駆動
手段14,16の駆動命令を行う。
【0032】図12に、ある車速(ここでは50km/
hとする。以下、基準車速と呼ぶ。)におけるX軸操作
角度と制御手段50で命令するX軸操作反力の関係を、
また、図13に、Y軸操作角度と制御手段50で命令す
るY軸操作反力の関係を示す。これは、第1の実施の形
態の場合と同様に、モード毎に一定又は勾配の操作反力
を付け、モードの切り替え時に反力の段差とクリックを
発生させる特性である。ここで、モード切り替え時の段
差をそれぞれ段差1〜段差5とする。
【0033】図12は基準車速における特性であった
が、X軸における各エリアの操作反力特性は車速により
可変とするものであり、図14にこのエリアの可変特性
を、図15に操作反力の段差量を示す。図14に示す各
モードの範囲〜は、図12の基準車速におけるモー
ド範囲〜に相当する。
【0034】図14に示す通り、車速が高くなるにつれ
て、緩減速エリア、惰走エリアは若干範囲を広く取り、
車速保持エリアは大きくなる。逆に、加速エリアは小さ
く取り、高速道路走行時に頻度の多い車速保持のしやす
さを向上させている。
【0035】また、図15に示す操作反力の段差量の特
性として、車速が高い場合にモードの切り替わりが分か
りやすく、不用意に他のモードに操作できないように、
段差量を大きくしている。ここで、車両が加速する方向
つまりX方向の操作角度が大きいほど段差量を大きくし
(段差1>段差2>段差3>段差4)、段差の違いを分
かりやすくした。
【0036】図16に、第2の実施の形態における制御
手段50のフローチャートを示す。ステップS201,
S202で、車速及び図14に示す特性から、X軸の各
モードの範囲を算出し、X軸操作角度から現在どのモー
ドにあるか判断する(ステップS203)。
【0037】次に、このモードと図12及び図13に示
す基準車速による特性から、操作反力を決定し(ステッ
プS204,S205)、X軸駆動手段14、Y軸駆動
手段16を駆動する(ステップS206)。
【0038】以降のステップS103〜S108は、第
1の実施の形態の場合と同様に、スロットル開度、ブレ
ーキ量、操舵量を算出し、各駆動手段を駆動するもので
ある。
【0039】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、一本のジョイスティックで操舵、加減速の両方
の操作を行う場合、片方の操作が他方の操作に影響せ
ず、かつ、保持時の筋負担を低減させる自動車用運転操
作装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自動車用運転操作装置の第1の実
施の形態の構成図である。
【図2】第1の実施の形態における、ジョイスティック
部の構成図である。
【図3】操作力発生プレートの横から見た形状を示す図
である。
【図4】操作力発生プレートの前から見た形状を示す図
である。
【図5】第1の実施の形態のX軸操作角度と操作反力の
関係を示す特性図である。
【図6】第1の実施の形態のY軸操作角度と操作反力の
関係を示す特性図である。
【図7】第1の実施の形態のX軸操作角度とスロットル
開度、ブレーキ量の関係を示す特性図である。
【図8】第1の実施の形態のY軸操作角度と操舵量の関
係を示す特性図である。
【図9】第1の実施の形態の車速と車速保持時のスロッ
トル開度の関係を示す特性図である。
【図10】第1の実施の形態における制御手段のフロー
チャートである。
【図11】第2の実施の形態におけるジョイスティック
部の構成図である。
【図12】第2の実施の形態のX軸操作角度と操作反力
の関係を示す特性図である。
【図13】第2の実施の形態のY軸操作角度と操作反力
の関係を示す特性図である。
【図14】第2の実施の形態の車速と各モードのエリア
の関係を示す特性図である。
【図15】第2の実施の形態の車速と操作反力の段差量
の関係を示す特性図である。
【図16】第2の実施の形態における制御手段のフロー
チャートである。
【図17】従来技術による車両用運転操作装置の構成図
である。
【符号の説明】
10 ジョイスティック 11 握り部 12 中心軸 13 X軸角度検出手段 14 X軸駆動手段 15 Y軸角度検出手段 16 Y軸駆動手段 17 バネ 18a ボール支持部 18b ボール 19 操作力発生プレート 20a 右側のアームレスト 20b 左側のアームレスト 25 装備品操作スイッチ 30 右ドア 50 制御手段 60 ステアリング駆動手段 70 スロットル駆動手段 80 ブレーキ駆動手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G05G 9/047 G05G 9/047 // B62D 101:00 113:00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転座席近傍に配置した前後左右に動作
    可能なジョイスティックと、 前記ジョイスティックの前後及び左右の操作量を検出す
    る操作量検出手段と、 前記ジョイスティックの操作力を発生する操作力発生手
    段と、 前記ジョイスティックの操作量に応じて、操舵輪角度、
    アクセル開度、ブレーキ効き量の各調節量を調節する操
    作系調節手段とを有する自動車用運転操作装置におい
    て、 前記ジョイスティックは、左右操作で操舵命令を、前後
    操作で加減速命令を行い、各々の方向の操作は不感帯及
    び調節量の異なる複数の範囲に分割されており、その異
    なる範囲への切り替わり部分に、操作力の段差及び突起
    特性を持つことを特徴とする自動車用運転操作装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の自動車用運転操作装置
    において、 前後操作における、前記調節量の異なる複数の範囲と
    は、加速する範囲、車速を一定保持する範囲、惰走する
    範囲、緩減速する範囲、減速する範囲の5つであること
    を特徴とする自動車用運転操作装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の自動車用運転操作装置
    において、 前記ジョイスティックの中立位置に近い範囲から遠い範
    囲に移行する際は操作力を増大させ、中立位置に遠い範
    囲から近い範囲に移行する際は操作力を減少させる段差
    を持つことを特徴とする自動車用運転操作装置。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の自動車用運転操作装置
    において、 前記車速を一定保持する範囲、前記惰走する範囲等の車
    両状態が一定の範囲内では操作力が一定であることを特
    徴とする自動車用運転操作装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の自動車用運転操作装置
    において、 車速により、前記調節量の異なる複数の範囲の分割位置
    及び前記操作力の段差、前記突起量が可変することを特
    徴とする自動車用運転操作装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003146105A (ja) * 2001-11-12 2003-05-21 Toyota Motor Corp 車両操作装置
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