JP2005143887A - 車両操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両衝突時において、運転者に大きな反力を作用させない車両操作装置を提供すること。
【解決手段】 アームレスト１０は、アームレストアクチュエータ１１を介して、シートＳに組み付けられている。そして、運転者Ｈによってジョイスティック２０が操作されると、電気制御ユニット６３は、同操作に応じて、エンジン制御装置６４、ブレーキ制御装置６６およびステアリング制御装置６８を制御して、車両の走行を制御する。また、前後加速度センサ６１および横加速度センサ６２からの検出値によって車両に衝突が発生したことを検知し、ジョイスティック２０がオーバーストロークしたと判定すると、電気制御ユニット６３は、アームレストアクチュエータ１１の駆動を解除する。これにより、アームレスト１０は、車両前方へ変位可能であり、基端部中心に回動可能とされて、運転者Ｈの腕への反力を低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転者によって傾動操作されるジョイスティックを備えた車両操作装置に関する。

従来から、例えば、下記特許文献１に示すように、作業車両の運転席は知られている。この作業車両の運転席は、乗員が着座するシートの背当て部分に左右一対のアームレストが組み付けられている。これらのアームレストの一方には、作業車両の変速および操向を制御するための走行操作レバー（ジョイスティック）が組み付けられており、アームレストの他方には、作業車両の作業機を駆動制御するための作業機操作レバー（ジョイスティック）が組み付けられている。また、アームレストは、走行操作レバーおよび作業機操作レバーが組み付けられた先端部分と、シートの背当てに変位不能に組み付けられた基端部分とから構成されている。そして、アームレストの基端部分には、先端部分の前後方向位置を調整するための調整ノブが設けられていて、運転者の体格に応じて、走行操作レバーおよび作業機操作レバーの前後方向位置を調整することができるようになっている。

また、従来から、例えば、下記特許文献２に示すように、自動車用運転操作装置も知られている。この自動車用運転操作装置は、自動車の加減速および操舵を制御するジョイスティックと、このジョイスティック自体の位置を移動可能とするジョイスティック位置駆動手段およびジョイスティック自体の移動を制限する位置移動制限手段とを備えている。また、この自動車用運転操作装置は、運転席に対して、左右方向に位置変化可能なアームレストも備えている。そして、この自動車用運転操作装置は、運転者の運転姿勢に応じて、アームレストの位置が変化すると、位置移動制限手段によるジョイスティック自体の移動制限が一旦解除され、ジョイスティック位置駆動手段によってジョイスティック自体が適宜移動するようになっている。

さらに、従来から、例えば、下記特許文献３に示すように、建設車両の操作用ジョイスティック装置も知られている。この建設車両の操作用ジョイスティック装置は、運転席の側方に配置されて、建設車両の操舵または作業機器の作動を操作するようになっている。そして、この建設車両の操作用ジョイスティック装置は、運転席の側方で所定角度だけ回動可能に設けられたアームレストに組み付けられており、運転者によって運転席前方に設けられたステアリングホイールが操舵されるときには、アームレストが回動して運転者の操舵を邪魔しないようになっている。

上記各装置においては、アームレストやジョイスティックが所定範囲内にて変位することができる。しかしながら、例えば、車両に衝突が発生し、運転者が運転席に対して変位した場合には、前記所定範囲よりも大きく変位する可能性がある。この場合には、上記各装置が運転者の変位を阻害して、運転者に大きな反力が作用する可能性がある。このため、特に、運転席周辺に配置された装置は、衝突による運転者の変位を阻害せず、運転者に大きな反力を作用させないようにすることが望まれている。

特開平１０−１３１２３５号公報 特開２０００−１７２３５７号公報 特開平１０−２５２１００号公報

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両衝突時において、運転者に大きな反力を作用させない車両操作装置を提供することにある。

本発明の特徴は、シートに設けられたアームレストにジョイスティックが支持された車両操作装置において、車両に衝突が発生したときに、前記アームレストを前記運転者から退避させるアームレスト退避手段を備えたことにある。この場合、車両の衝突を検知する衝突検知手段を備え、前記アームレスト退避手段は、前記衝突検出手段による車両の衝突検出に応答して前記アームレストを前記運転者から退避させるとよい。

これによれば、車両に衝突が発生したときに、アームレスト退避手段はアームレストを運転者から退避させることができる。このため、車両衝突時に、アームレストに組み付けられたジョイスティックも運転者から退避し、運転者の変位を阻害することを防止することができる。したがって、運転者に対してジョイスティックから作用する衝突による衝撃荷重（反力）を効果的に低減することができて、運転者を保護することができる。また、アームレスト退避手段が、衝突検知手段による車両の衝突検出に応答してアームレストを退避する場合には、より確実に運転者に作用する衝突による衝撃荷重（反力）を低減することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記アームレスト退避手段は、前記アームレストを車両の前方へ変位可能として前記運転者から退避させることにもある。この場合、前記アームレスト退避手段は、前記運転者の上体の変位と連携して前記アームレストを車両の前方へ変位可能として前記運転者から退避させるとよい。また、前記アームレスト退避手段は、車両に搭載されたシートベルト装置のフォースリミッタ機構によるシートベルトの送り出しと連動して、前記アームレストを前記運転者から退避させるとよい。

これらによれば、車両衝突時、特に車両の衝突部位が車両前面である車両衝突時には、アームレスト退避手段はアームレストを車両前方に変位させて退避させることができる。これにより、ジョイスティックから運転者に作用する衝撃荷重（反力）をより確実に低減することができる。また、車両前面で衝突が発生した場合には、運転者は、若干量だけ車両前方へ変位する。この運転者の変位に併せて、アームレストを車両前方へ変位させることにより、運転者の上体とジョイスティックを操作する腕との位置関係を維持した状態を確保することができる。このため、運転者の腕に無用な負荷をかけることなく、また、窮屈な姿勢への変化を効果的に抑制することができる。また、フォースリミッタ機構を利用してアームレストを退避することにより、構造を簡単とすることができて、製造コストを低減することもできる。

また、本発明の他の特徴は、前記ジョイスティックが所定位置まで変位したか否かを判定するジョイスティック位置判定手段を備え、前記アームレスト退避手段は、前記ジョイスティック位置判定手段によって前記ジョイスティックが前記所定位置まで変位したと判定すると、前記アームレストを前記運転者から退避させることにもある。この場合、前記所定位置は、前記ジョイスティックが車両の前方に変位し、かつ、車両の操作に必要な変位よりも大きく変位した位置であるとよい。

これらによれば、車両の衝突を検知するとともにジョイスティックが所定位置まで変位することにより、アームレスト退避手段はアームレストを車両前方へ変位可能として退避させる。このため、例えば、衝突発生直後において、運転者は、ジョイスティックを握ることにより姿勢を良好に保つことができる。また、衝突によって運転者が車両前方へ変位し、ジョイスティックが所定位置まで変位したときに、アームレストを退避することができるため、ジョイスティックから運転者に作用する衝撃荷重（反力）を低減することができる。このとき、所定位置を車両前方で車両の操作に必要な変位よりも大きな位置（オーバーストローク）とすることにより、確実に運転者の車両前方への変位を検出することができて、好適である。

また、本発明の他の特徴は、前記アームレスト退避手段は、前記アームレストを車両の下方に回動可能として前記運転者から退避させることにもある。この場合、前記アームレスト退避手段は、前記運転者の上体の変位と連携して前記アームレストを車両の下方に回動可能として前記運転者から退避させるとよい。

これによれば、アームレスト退避手段は、アームレストを回動可能とすることにより、運転者から退避させることができる。これにより、車両衝突時に、乗員保護装置（例えば、シートベルト）によってシートに拘束された運転者の姿勢すなわち前傾姿勢に対応して、アームレストを退避することができる。このため、ジョイスティックから運転者に作用する衝撃荷重（反力）を低減することができる。また、運転者の上体の変位と連携させることにより、運転者の上体と腕との位置関係を維持した状態でアームレストを退避することができ、運転者の腕に無用な負荷をかけることなく、また、窮屈な姿勢への変化を効果的に抑制することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記ジョイスティックが所定位置まで変位したか否かを判定するジョイスティック位置判定手段を備え、前記アームレスト退避手段は、前記ジョイスティック位置判定手段によって前記ジョイスティックが前記所定位置まで変位したと判定すると、前記アームレストを車両の下方に回動可能として前記運転者から退避させることにもある。この場合、前記所定位置は、前記ジョイスティックが車両の前方に変位し、かつ、車両の操作に必要な変位よりも大きく変位した位置であるとよい。また、前記アームレスト退避手段は、前記アームレストを前記ジョイスティックの車両前後への変位方向を含む面内で回動可能として前記運転者から退避させるとよい。

これらによれば、車両の衝突を検知するとともにジョイスティックが所定位置まで変位することにより、アームレスト退避手段はアームレストを回動可能として退避させる。このため、例えば、衝突発生直後において、運転者は、ジョイスティックを握ることにより姿勢を良好に保つことができる。また、衝突によって運転者が前傾姿勢となり、ジョイスティックが所定位置まで変位したときに、アームレストを退避することができるため、ジョイスティックから運転者に作用する衝撃荷重（反力）を低減することができる。このとき、所定位置を車両前方で車両の操作に必要な変位よりも大きな位置（オーバーストローク）とすることにより、確実に運転者の車両前方への変位を検出することができて、好適である。

また、アームレストは、ジョイスティックの車両前後の変位方向を含む面内にて回動可能とすることができる。これにより、例えば、車両衝突により運転者が前方へ若干量だけ変位した場合には、ジョイスティックを握っている手が容易に車両前方へ抜けやすくでき、運転者に作用する衝撃荷重（反力）を低減することができる。

以下に、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両操作装置が搭載された車両（詳しくは、運転席周辺）を概略的に示している。車両は、運転者Ｈが着座するシートＳを搭載しており、同シートＳの側方には、運転者Ｈの肘を支えるためのアームレスト１０が設けられている。

アームレスト１０は、その基端部にて、シートＳの背当て部分に内蔵されたアームレストアクチュエータ１１を介して、シートＳに組み付けられている。アームレストアクチュエータ１１は、後述する電気制御装置６０によってその駆動が制御されて、アームレスト１０の車両前方への変位および基端部を中心とする回動を禁止または許可するものである。そして、アームレストアクチュエータ１１は、通常使用時において、アームレスト１０の車両前方への変位および基端部を中心とする回動を禁止するように駆動するようになっている。また、アームレスト１０の基端部には、アームレストアクチュエータ１１と連結するための長穴１２が形成されており、長穴１２はアームレストアクチュエータ１１の図示省略するシャフトおよび同シャフト先端部に一体的に形成されたストッパーを収容するようになっている。

また、アームレスト１０の先端部には、運転者Ｈが車両の加速、制動、操舵を操作するための車両操作装置Ａが組み付けられている。車両操作装置Ａは、図１および図２に示すように、運転者Ｈによって前後左右に傾動操作されるジョイスティック２０を備えている。ジョイスティック２０は、図２に詳細に示すように、円柱棒状のロッド２０ａと、ロッド２０ａの上部外周に固定された円柱状の把持部２０ｂとを備えている。また、ロッド２０ａは、略中央部分に球状部２０ｃが形成されており、この球状部２０ｃによって車体に対して、前後方向および左右方向に傾動可能に支持されている。

また、車両操作装置Ａは、車両の始動時にジョイスティック２０を初期位置に復帰させるとともに、車両の走行時にジョイスティック２０の車両左右方向の傾動に対する反力（ジョイスティック２０の中立位置から車両左右方向に傾動させようとする運転者Ｈの操作力に抗する力）を発生する左右方向反力発生機構３０を備えている。この左右方向反力発生機構３０は、ガイドプレート３１、回転軸３２、第１ギア３３、第２ギア３４、電動モータ３５および操作位置センサ３６を備えている。

ガイドプレート３１は、Ｌ字状に屈曲された板状体からなり、回転軸３２に固定された面が鉛直になるように配置される。そして、ガイドプレート３１の水平方向に配置される面には、ロッド２０ａの直径よりもわずかに大きい幅を有し、車両前後方向に長手方向を有する長孔３１ａが設けられている。そして、長孔３１ａ内をロッド２０ａが貫通している。回転軸３２は、その軸線が車両前後方向に沿うとともに、ジョイスティック２０の球状部２０ｃの中心を通るように車体に対して回転可能に支持され、略中央部に第１ギア３３を一体的に備えている。この第１ギア３３は、電動モータ３５の回転軸に固定された第２ギア３４に歯合している。

電動モータ３５は、ジョイスティック２０の左右方向での通常ストローク範囲すなわち車両を操舵するためのストローク範囲内にて所定の反力を発生するようになっている。操作位置センサ３６は、回転軸３２の端部位置にて車体側に固定され、回転軸３２の回転角をジョイスティック２０の左右方向のストローク位置として検出する。この操作位置センサ３６の出力であるストローク位置の値は、ジョイスティック２０が左右方向の中立位置にあるときに「０」となるように調整されている。

さらに、車両操作装置Ａは、車両の始動時にジョイスティック２０を初期位置に復帰させるとともに、車両の走行時にジョイスティック２０の車両前後方向の傾動に抗する反力（ジョイスティック２０の中立位置から車両前後方向に傾動させようとする運転者Ｈの操作力に抗する力）を発生する前後方向反力発生機構４０も備えている。この前後方向反力発生機構４０も、上記左右方向反力発生機構３０と同様に構成されていて、ガイドプレート４１、回転軸４２、第３ギア４３、第４ギア４４、電動モータ４５および操作位置センサ４６を備えている。

ガイドプレート４１は、Ｌ字状に屈曲された板状体からなり、回転軸４２に固定された面が鉛直面となるように配置され、水平方向に配置される面に、ロッド２０ａの直径よりやや大きい幅を有し車両左右方向に長手方向を有する長孔４１ａが設けられている。そして、長孔４１ａ内をロッド２０ａが貫通している。また、回転軸４２は、その軸線が車両左右方向に沿うとともに、ジョイスティック２０の球状部２０ｃの中心を通るように車体に対して回転可能に支持され、略中央部に第３ギア４３を一体的に備えている。この第３ギア４３は電動モータ４５の回転軸４２に固定された第４ギア４４に歯合している。

電動モータ４５は、ジョイスティック２０の前後方向での通常ストローク範囲すなわち車両を加速や制動するためのストローク範囲内にて所定の反力を発生するようになっている。具体的に説明すると、電動モータ４５は、通常ストローク範囲内でジョイスティック２０がストロークする場合には、そのストローク量に応じて適度の反力を発生して、運転者Ｈのジョイスティック操作性を向上する。

また、電動モータ４５は、ジョイスティック２０が通常ストローク範囲を決定する予め決定されたしきい値までストロークした場合には、所定量だけ大きな反力を発生し、運転者Ｈの操作によって、ジョイスティック２０が容易に通常ストローク範囲を超えないすなわちオーバーストロークとならないようにする。このため、通常、運転者Ｈがジョイスティック２０を操作する場合には、通常ストローク範囲内にてそのストロークが許容される。また、例えば、車両衝突が発生した場合のように、運転者Ｈが車両前方への変位するような場合には、ジョイスティック２０は通常ストローク範囲を超えてオーバーストローク範囲までストロークすることができる。

操作位置センサ４６は、回転軸４２の端部位置にて車体側に固定され、回転軸４２の回転角をジョイスティック２０の前後方向のストローク位置として検出する。この操作位置センサ４６の出力であるストローク位置の値は、ジョイスティック２０が中立位置にあるときに「０」となるように調整されている。

また、車両には、シートベルト装置５０が搭載されている。シートベルト装置５０は、シートベルト５１、タングプレート５２、バックル５３、ショルダーベルトアンカ５４を備えるとともに、プリテンショナ機構およびフォースリミッタ機構を内蔵したリトラクタ５５を備えている。プリテンショナ機構は、車両の前面衝突時の初期にシートベルト５１を瞬時に巻き取り、運転者Ｈの身体をしっかりと拘束する機構である。フォースリミッタ機構は、車両の前面衝突時に運転者Ｈが衝撃の反動で前方へ移動したときに、シートベルト５１の拘束力を少し緩めて、運転者Ｈの胸部に係る荷重を低減可能な機構である。

次に、運転者Ｈによる車両操作装置Ａの操作状態に応じて車両の加速、制動、操舵を統括的に制御するとともに、車両の衝突時にアームレストアクチュエータ１１およびリトラクタ５５の作動を統括的に制御する電気制御装置６０を説明する。電気制御装置６０は、図１に示すように、前後加速度センサ６１および横加速度センサ６２と、これら各センサ６１，６２に接続された電気制御ユニット６３を備えている。

前後加速度センサ６１は、車両の略中央部分に組み付けられて、車両の前後方向に発生した加速度（減速度）を検出し、同検出した加速度（減速度）を電気制御ユニット６３に供給する。横加速度センサ６２は、車両の略中央部分に組み付けられて、車両の左右方向に発生した加速度（減速度）を検出し、同検出した加速度（減速度）を電気制御ユニット６３に供給する。

電気制御ユニット６３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを主要構成部品とするマイクロコンピュータによって構成されている。そして、電気制御ユニット６３は、後述するように、図３に示すプログラムを実行して、運転者Ｈによるジョイスティック２０の操作量に応じて車両の走行状態を制御したり、車両に発生した衝突に対応してアームレストアクチュエータ１１やリトラクタ５５の作動を制御したりする。このため、電気制御ユニット６３には、前後加速度センサ６１および横加速度センサ６２に加えて、車両操作装置Ａの操作位置センサ３６，４６、エンジン制御装置６４、ブレーキ制御装置６６、ステアリング制御装置６８が接続されている。なお、電気制御ユニット６３は、本明細書においてその詳細な説明を省略するが、運転者Ｈのジョイスティック２０の操作量に応じて所定の反力を発生するように、車両操作装置Ａの電動モータ３５，４５の作動量を適宜制御するようになっている。

エンジン制御装置６４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品として構成されており、ジョイスティック２０の車両後方へのストローク位置に基づいて、車両のエンジンシステムを制御する。すなわち、電気制御ユニット６３は、操作位置センサ４６によって検出されたジョイスティック２０の車両後方へのストローク位置を表す加速ストローク位置情報を取得し、同加速ストローク位置情報に対応した加速度Ａを計算する。そして、電気制御ユニット６３は、計算した加速度Ａをエンジン制御装置６４に供給する。

エンジン制御装置６４は、取得した加速度Ａに基づいて、車両の加速度が加速度Ａとなるようにスロットルアクチュエータ６５を駆動させて、車両を加速制御する。ここで、ジョイスティック２０は、車両の前後方向において、その中立位置を境に後方側にストロークするに従って車両の加速度Ａを大きくし、中立位置側にストロークするに従って車両の加速度Ａを小さくするように設定されており、中立位置においては、加速度を「０」にするように設定されている。

ブレーキ制御装置６６も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品として構成されており、ジョイスティック２０の車両前方へのストローク位置に基づいて、車両のブレーキシステムを制御する。すなわち、電気制御ユニット６３は、操作位置センサ４６によって検出されたジョイスティック２０の車両前方へのストローク位置を表す制動ストローク位置情報を取得し、同制動ストローク位置情報に対応した制動力Ｂを計算する。そして、電気制御ユニット６３は、計算した制動力Ｂをブレーキ制御装置６６に供給する。

ブレーキ制御装置６６は、取得した制動力Ｂに基づいて、車両に制動力Ｂが発生するようにブレーキアクチュエータ６７を駆動させて、車両を制動制御する。ここで、ジョイスティック２０は、車両の前後方向において、その中立位置を境に前方側にストロークするに従って車両の制動力Ｂを大きくし、中立位置側にストロークするに従って車両の制動力Ｂを小さくするように設定されており、中立位置においては、制動力を「０」にするように設定されている。

ステアリング制御装置６８も、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品として構成されており、ジョイスティック２０の車両左右方向へのストローク位置に基づいて、車両のステアリングシステムを制御する。すなわち、電気制御ユニット６３は、操作位置センサ３６によって検出されたジョイスティック２０の車両左右方向へのストローク位置を表す操舵ストローク位置情報を取得し、同操舵ストローク位置情報に対応した操舵角θを計算する。そして、電気制御ユニット６３は、計算した操舵角θをステアリング制御装置６８に供給する。

ステアリング制御装置６８は、取得した操舵角θに基づいて、車両の転舵輪が操舵角θとなるようにステアリングアクチュエータ６９を駆動させて、車両を左右方向に操舵制御する。ここで、ジョイスティック２０は、車両の左右方向において、その中立位置を境に車両右側にストロークするに従って操舵角θを右側に大きくし、中立位置を境に車両左側にストロークするに従って操舵角θを左側に大きくするように設定されており、中立位置においては、操舵角θを「０」にするように設定されている。

次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。図示しない車両のイグニッションスイッチがオン状態とされると、電気制御ユニット６３は、図３に示すプログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。このプログラムは、ステップＳ１０にて開始され、電気制御ユニット６３は、ステップＳ１１にて、衝突フラグＧａＦが”０”であるか否かを判定する。この衝突フラグＧａＦは、”１”により車両に衝突が発生したことを表し、”０”によりそれ以外を表すものである。そして、衝突フラグＧａＦは、プログラム実行初期において、図示しない初期化処理によって”０”に設定されている。このため、プログラム実行開始直後においては、衝突フラグＧａＦが”０”であるため、電気制御ユニット６３は、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２においては、電気制御ユニット６３は、前後加速度センサ６１および横加速度センサ６２からの検出値に基づいて、車両の減速度Ｇが衝突を判定するために予め設定された減速度のしきい値Ｇａよりも小さいか否かを判定する。すなわち、走行中の車両に衝突が発生したときには、車両に制動力を付与して停車する場合に比して、大きな減速度が発生する。このため、しきい値Ｇａを適宜設定することにより、車両に衝突が発生したか否かを判定することができる。これにより、電気制御ユニット６３は、車両の減速度Ｇがしきい値Ｇａよりも小さければ、車両に衝突が発生していないため、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１３〜ステップＳ１６の通常処理を実行する。

すなわち、ステップＳ１３においては、電気制御ユニット６３は、操作位置センサ３６，４６によって検出されたジョイスティック２０のストローク位置情報（加速ストローク位置情報、制動ストローク位置情報、操舵ストローク位置情報）を取得する。続くステップＳ１４にて、電気制御ユニット６３は、前記ステップＳ１３にて取得した各ストローク位置情報に基づいて、加速度Ａ、制動力Ｂおよび操舵角θを算出し、同算出した加速度Ａ、制動力Ｂおよび操舵角θを図示しないＲＡＭに一時的に記憶しておく。

そして、電気制御ユニット６３は、ステップＳ１５において、前記ステップＳ１４にてＲＡＭに一時的に記憶した加速度Ａ、制動力Ｂおよび操舵角θをそれぞれエンジン制御装置６４、ブレーキ制御装置６６およびステアリング制御装置６８に供給する。このように、加速度Ａ、制動力Ｂおよび操舵角θがエンジン制御装置６４、ブレーキ制御装置６６およびステアリング制御装置６８に供給されると、これら制御装置６４，６６，６８がそれぞれ通常処理を実行し、車両は加速、制動および操舵される。

すなわち、運転者Ｈの操作により、ジョイスティック２０が中立位置よりも車両後方の部分にストロークすると、操作位置センサ４６がそのストローク位置を検出するとともに加速ストローク位置情報を電気制御ユニット６３に供給する。電気制御ユニット６３は、加速ストローク位置情報を取得するとともに同加速ストローク情報に対応した加速度Ａを計算し、同加速度Ａを表す情報をエンジン制御装置６４に供給する。エンジン制御装置６４は、供給された加速度Ａを表す情報を取得すると、スロットルアクチュエータ６５に対して、加速度Ａに対応したスロットル開度を確保するためのスロットル開成信号を供給する。これにより、スロットルアクチュエータ６５はスロットル開成信号に基づいてスロットルを所定量だけ開成することにより、車両は運転者Ｈによって操作されたジョイスティック２０のストローク位置に応じて加速する。

また、運転者Ｈの操作により、ジョイスティック２０が中立位置よりも車両前方の部分にストロークすると、操作位置センサ４６がそのストローク位置を検出するとともに制動ストローク位置情報を電気制御ユニット６３に供給する。電気制御ユニット６３は、制動ストローク位置情報を取得するとともに同制動ストローク位置情報に対応した制動力Ｂを計算し、同制動力Ｂを表す情報をブレーキ制御装置６６に供給する。ブレーキ制御装置６６は、供給された制動力Ｂを表す情報を取得すると、ブレーキアクチュエータ６７に対して、制動力Ｂに対応した制動力を確保するための制動制御信号を供給する。これにより、ブレーキアクチュエータ６７は制動制御信号に基づいてキャリパ内のピストンを駆動して制動することにより、車両は運転者Ｈによって操作されたジョイスティック２０のストローク位置に応じて減速する。

また、運転者Ｈの操作により、ジョイスティック２０が車両に対して中立位置よりも左右側の部分にストロークすると、操作位置センサ３６がそのストローク位置を検出するとともに操舵ストローク位置情報（左旋回または右旋回）を電気制御ユニット６３に供給する。電気制御ユニット６３は、操舵ストローク位置情報を取得するとともに同操舵ストローク位置情報に対応した操舵角θを計算し、同操舵角θを表す情報をステアリング制御装置６８に供給する。ステアリング制御装置６８は、供給された操舵角θを表す情報を取得すると、ステアリングアクチュエータ６９に対して、転舵輪の操舵角を操舵角θとするための操舵制御信号を供給する。これにより、ステアリングアクチュエータ６９は操舵制御信号に基づいて転舵輪を操舵角θとなるように操舵駆動することにより、車両は運転者Ｈによって操作されたジョイスティック２０のストローク位置に応じて左旋回または右旋回する。

前記ステップＳ１５の処理後、ステップＳ１６に進み、プログラムの実行を一旦終了する。そして、所定の短時間後にふたたびプログラムの実行をステップＳ１０にて開始し、車両の衝突が検出されない限り、ステップＳ１２における「Ｎｏ」との判定のもとに、ステップＳ１１〜ステップＳ１６までの通常処理が繰り返し実行される。

一方、車両が前方に存在する障害物（例えば、先行車両など）に衝突すると、減速度Ｇがしきい値Ｇａよりも大きくなることにより、電気制御ユニット６３は、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判定する。そして、電気制御ユニット６３は、前記ステップＳ１２の判定処理後ステップＳ１７に進み、衝突フラグＧａＦを“１”に設定して、ステップＳ１８以降の処理を実行する。

ステップＳ１８においては、電気制御ユニット６３は、リトラクタ５５内のプリテンショナ機構およびフォースリミッタ機構を起動する。このように、プリテンショナ機構が起動することにより、シートベルト５１がリトラクタ５５内に引き込まれて、運転者Ｈはシートベルト５１によってシートＳに固定されて、前方へ飛び出さないように保護される。そして、フォースリミッタ機構を起動することにより、運転者Ｈが衝撃の反動で前方へ移動したときに、シートベルト５１の拘束力を少し緩めて、運転者Ｈの胸部にかかる荷重を低減する。

前記ステップＳ１８の処理後、ステップＳ１９にて、電気制御ユニット６３は、衝突によって車両に生じる減速度の方向を検出する。この方向の検出は、前後加速度センサ６１および横加速度センサ６２が検出する前後方向および左右方向の減速度のベクトルに基づいて検出される。そして、電気制御ユニット６３は、減速度の方向を検出すると、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０においては、電気制御ユニット６３は、前記ステップＳ１９の検出処理によって検出された減速度の方向が車両の前後方向に略一致するか否かを判定する。すなわち、衝突によって車両に発生した減速度の方向が車両の前後方向と略一致していれば、電気制御ユニット６３は「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２１に進む。一方、車両に発生した減速度の方向が車両の前後方向と略一致していないすなわち車両の側方に障害物が衝突していれば、電気制御ユニット６３は「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２１においては、電気制御ユニット６３は、ジョイスティック２０がオーバーストローク範囲までストロークしているか否かを判定する。具体的に説明すると、前記ステップＳ１８の処理によりリトラクタ５５が起動し、運転者Ｈはフォースリミッタ機構によって、車両前方へ若干量だけ変位する。このとき、運転者Ｈは、通常、ジョイスティック２０を強く握っており、運転者Ｈの身体の前方への変位に伴って、ジョイスティック２０も前方へストロークされる。このように、ジョイスティック２０が前方へストロークされた場合には、通常ストローク範囲を超えてオーバーストロークとなる場合がある。

このようなジョイスティック２０のオーバーストロークは、操作位置センサ４６によって検出されて、電気制御ユニット６３に供給される。そして、ジョイスティック２０が前方へ通常ストローク範囲を超えてオーバーストロークしていれば、電気制御ユニット６３は「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２２に進む。一方、ジョイスティック２０がオーバーストロークしていなければ、電気制御ユニット６３は「Ｎｏ」と判定してステップＳ２３に進む。

ステップＳ２２においては、電気制御ユニット６３は、アームレストアクチュエータ１１に対して、車両前方への変位および基端部を中心とする回動を禁止するための駆動状態を解除する駆動解除信号を出力する。具体的に説明すると、アームレスト１０は、通常は、アームレストアクチュエータ１１の駆動によって、シートＳに対して、変位不能かつ回動不能に固定されている。ところで、車両に衝突が発生すると、上述したように、運転者Ｈは車両前方へ若干量変位するとともにジョイスティック２０がオーバーストロークする。このとき、運転者Ｈの腕には、ジョイスティック２０から反力が作用する。

この反力を抑制するために、電気制御ユニット６３は、アームレストアクチュエータ１１に対して駆動解除信号を供給し、アームレスト１０の車両前方への変位および基端部を中心とする回動を許容させる。アームレストアクチュエータ１１は、駆動解除信号を取得すると、その駆動を解除し、アームレスト１０の車両前方への変位および基端部を中心とする回動を許容する。これにより、アームレスト１０は、運転者Ｈの車両前方への変位に伴って車両前方へ変位可能となり、運転者Ｈの腕に作用する反力を抑制することができる。また、アームレスト１０は、運転者Ｈの前傾に伴って基端部を中心として回動可能となり、運転者Ｈの腕に作用する反力を抑制することができる。

前記ステップＳ２２の処理後、ステップＳ２３においては、電気制御ユニット６３は、ブレーキ制御装置６６に対して、ブレーキ指示値Ｆを供給する。このブレーキ指示値Ｆは、予め設定してマップ化されたデータから求められるものであり、このマップデータは、電気制御ユニット６６の図示しないＲＯＭに記憶されている。ブレーキ指示値Ｆは、前後加速度センサ６１および横加速度センサ６２が検出する車両の加速度（減速度）に基づいて車両速度を求め、車両速度が大きくなるに従ってブレーキ指示値Ｆも大きくなるように設定することができる。また、一律に、ブレーキ出力の最大値に設定することもできる。そして、ブレーキ制御装置６６は、ブレーキ指示値Ｆを取得すると、同指示値Ｆに応じた制動力Ｂが発生するようにブレーキアクチュエータ６７を制御して車両を制動する。なお、このように車両を制動する際には、電気制御ユニット６３は、ジョイスティック２０のストローク位置に関係なく、ブレーキ指示値Ｆに基づいて車両を制動する。

前記ステップＳ２３の処理後、ステップＳ２４においては、電気制御ユニット６３は、アクセルを全閉して、車両が加速しないようにする。具体的に説明すると、電気制御ユニット６３は、エンジン制御装置６４に対して、エンジンのスロットルを全閉するように指示する。エンジン制御装置６４は、同指示に従って、スロットルアクチュエータ６５を駆動させてスロットルを閉じさせる。これにより、車両は、ジョイスティック２０のストローク位置に関係なく、加速が禁止される。

次に、電気制御ユニット６３は、ステップＳ２４において、前記ステップＳ１４にてＲＡＭに一時的に記憶した操舵角θをステアリング目標値θとしてステアリング制御装置６８に供給する。これにより、ステアリング制御装置６８は、ステアリング目標値θすなわち操舵角θでステアリングアクチュエータ６９を駆動させ続けることができる。これは、衝突判定時の操舵角θをステアリング目標値θとして維持することにより、衝突直前の衝突回避動作を維持させるためである。

ステップＳ２４の処理後、ステップＳ１６にて、電気制御ユニット６３は、プログラムの実行を一旦終了する。そして、所定の短時間後、ふたたびステップＳ１０にてプログラムの実行を開始する。このとき、衝突後におけるプログラムに実行であれば、衝突フラグＧａＦが“１”に設定されているため、電気制御ユニット６３は、ステップＳ１１にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ１９以降の処理を実行する。なお、衝突発生後、２回目以降にプログラムを実行する場合には、ステップＳ１８は省略される。

以上の説明からも理解できるように、本実施形態によれば、衝突検知手段としての前後加速度センサ６１および横加速度センサ６２によって車両の衝突が検知されると、電気制御ユニット６３はアームレストアクチュエータ１１の駆動を禁止して、アームレスト１０を運転者Ｈから退避させることができる。このため、車両衝突時に、アームレスト１０に組み付けられたジョイスティック２０も運転者Ｈから退避し、運転者Ｈの変位を阻害することを防止することができる。したがって、運転者Ｈが操作しているジョイスティック２０から運転者に作用する衝突による反力を効果的に低減することができて、運転者Ｈを保護することができる。

また、車両衝突時、特に車両の衝突部位が車両前面である車両衝突時には、運転者Ｈの変位方向に併せて、アームレスト１０を車両前方に変位させて退避させることができる。これにより、ジョイスティック２０から運転者Ｈに作用する反力をより確実に低減することができる。また、車両前面で衝突が発生した場合には、運転者Ｈは、フォースリミッタ機構によって若干量だけ車両前方へ変位する。この運転者Ｈの変位に併せて、アームレスト１０を車両前方へ変位させることにより、運転者Ｈの上体とジョイスティック２０を操作する腕との位置関係を維持した状態を確保することができる。このため、運転者Ｈの腕に無用な負荷をかけることなく、また、窮屈な姿勢への変化を効果的に抑制することができる。

また、車両の衝突を検知するとともにジョイスティック２０がオーバーストローク範囲までストロークすることにより、アームレスト１０を車両前方へ変位可能として退避させる。このため、例えば、衝突発生直後において、運転者Ｈは、ジョイスティック２０を握ることにより姿勢を良好に保つことができる。また、衝突によって運転者Ｈが車両前方へ変位し、ジョイスティック２０がオーバーストローク範囲までストロークしたときに、アームレスト１０を退避することができるため、ジョイスティック２０から運転者Ｈに作用する反力を低減することができる。

また、電気制御ユニット６３は、アームレストアクチュエータ１１の駆動を解除してアームレスト１０を回動可能とすることにより、運転者Ｈから退避させることができる。これにより、車両衝突時に、シートベルト５１によってシートＳに拘束された運転者Ｈの姿勢すなわち前傾姿勢に対応して、アームレスト１０を退避することができる。このため、ジョイスティック２０から運転者Ｈに作用する反力を低減することができる。また、運転者Ｈの上体の変位と連携させることにより、運転者Ｈの上体と腕との位置関係を維持した状態でアームレスト１０を退避することができ、運転者Ｈの腕に無用な負荷をかけることなく、また、窮屈な姿勢への変化を効果的に抑制することができる。

さらに、ジョイスティック２０が車両前後方向の変位方向を含む面内にてアームレスト１０を回動可能とすることができる。これにより、例えば、車両衝突により運転者Ｈが前方へ若干量だけ変位した場合には、ジョイスティック２０を握っている手が容易に車両前方へ抜けやすくでき、運転者に作用する反力を低減することができる。

上記実施形態においては、ジョイスティック２０の通常ストローク範囲を電動モータ４５の所定量だけ大きな反力によって規定するように実施した。これに代えて、通常ストローク範囲を、図４に示すように、金属薄板や樹脂板などの規制板３１ｂのせん断荷重によって規定して実施することも可能である。この場合には、ジョイスティック２０の通常操作時においては、規制板３１ｂのせん断荷重によって通常ストローク範囲が規定される。そして、車両に衝突が発生して運転者Ｈが車両前方へ変位した場合には、ジョイスティック２０が規制板３１ｂのせん断荷重にうち勝ってオーバーストロークする。これにより、電気制御ユニット６３がオーバーストロークを検知し、アームレスト１０を変位および回動可能とすることができて、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態においては、ジョイスティック２０の通常ストローク範囲を電動モータ４５の所定量だけ大きな反力によって規定するように実施した。これに代えて、通常ストローク範囲をジョイスティック２０の球状部２０ｃと車体側との摩擦力によって規定して実施することも可能である。この場合には、ジョイスティック２０の通常操作時においては、球状部２０ｃと車体との間の摩擦力によって通常ストローク範囲が規定される。そして、車両に衝突が発生して運転者Ｈが車両前方へ変位した場合には、ジョイスティック２０が摩擦力にうち勝ってオーバーストロークする。これにより、電気制御ユニット６３がオーバーストロークを検知し、アームレスト１０を変位および回動可能とすることができて、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態においては、電気制御ユニット６３がジョイスティック２０のオーバーストロークを検知すると、アームレストアクチュエータ１１に駆動解除信号を供給して、アームレスト１０の変位および回動を許容するように実施した。これに代えて、例えば、衝突形態に応じて、アームレスト１０を車両前方への変位のみを許容したり、基端部を中心とした回動のみを許容したりすることも可能であることはいうまでもない。

また、アームレスト１０を車両前方への変位のみ許容する場合には、さらに、上記実施形態のアームレストアクチュエータ１１に代えて、リトラクタ５５のフォースリミッタ機構と連動してアームレスト１０を変位させることも可能である。この変形例を、図５から図７を用いて詳細に説明する。

この変形例においては、図５に示すように、リトラクタ５５のフォースリミッタ機構によるシートベルト５１の送り出しに連動して、アームレスト１０の車両前方への変位を制御するアームレスト変位制御機構８０がシートベルト５１に取り付けられている。そして、アームレスト変位制御機構８０は、ケーブルＫを介して、アームレスト１０に連結されている。なお、ケーブルＫは、例えば、シートＳの背当て部分に設けられた図示しないガイドなどを利用して配設されている。

アームレスト変位制御機構８０は、図６に三面図にて示すように、シートベルト５１を変位自在に収容するケース８１と、同ケース８１内に組み付けられたプレート８２、偏心ローラ８３および慣性レバー８８を備えている。プレート８２は、ケース８１の内壁面とシートベルト５１との間に変位不能に固着されている。偏心ローラ８３は、シートベルト５１およびプレート８２に対向する位置に配置されており、車両の前後方向に設けられたシャフト８４に、軸線が所定量だけ偏心した状態で組み付けられている。

また、シャフト８４には、第１傘歯車８５が同軸的かつ一体的に組み付けられており、同第１傘歯車８５には、第２傘歯車８６が歯合している。この第２傘歯車８６には、シャフト８７がその一端部にて同軸的にかつ一体的に固着されており、シャフト８７の他端部には、慣性レバー８８がシャフト８７の軸線に対して略直角（図６においては鉛直上方）となるように固着されている。慣性レバー８８は、先端部分に所定重量とされたマス８８ａが取り付けられており、マス８８ａには、一端部がケース８１の内壁面に固着されたバネ８９が接続されている。これにより、慣性レバー８８は、通常時においては、バネ８９の付勢力によって鉛直上方に立設した状態が維持されるようになっている。

このように構成されたアームレスト変位制御機構８０においては、通常状態すなわち車両に衝突が発生していない状態では、慣性レバー８８が立設した状態に維持されるとともに、シートベルト５１とプレート８２および偏心ローラ８３との間に隙間を有した状態が維持される。このため、シートベルト５１は、アームレスト変位制御機構８０に対して、自由に変位することができる。

一方、車両に衝突が発生した状態では、マス８８ａに大きな慣性力が作用するため、慣性レバー８８がバネ８９の付勢力にうち勝って、図７に示すように、車両前方へ回動する。この慣性レバー８８の回動に伴って、シャフト８７および第２傘歯車８６が回動し、第２傘歯車８６に歯合した第１傘歯車８５が回動する。この第１傘歯車８５の回動に伴ってシャフト８４および偏心ローラ８３が回動する。このように、偏心ローラ８３が回動すると、シートベルト５１は、プレート８２と偏心ローラ８３によって挟持される。

このように、シートベルト５１がプレート８２と偏心ローラ８３によって挟持された状態で、リトラクタ５５のフォースリミッタ機構によってシートベルト５１が所定量送り出されると、同シートベルト５１の送り出しに連動して、一体的にアームレスト変位制御機構８０も送り出し方向へ前記所定量だけ変位する。このアームレスト変位制御機構８０の変位により、ケーブルＫは緩んだ状態とされて、アームレスト１０が前記所定量と略同等量だけ車両前方へ変位可能な状態とされる。そして、運転者Ｈがジョイスティック２０を握った状態でフォースリミッタ機構により車両前方へ変位すると、アームレスト１０は、運転者Ｈの変位に伴って車両前方へ変位する。

このようにして、アームレスト１０が車両前方へ変位することにより、運転者Ｈとアームレスト１０は、互いに相対変位なく車両前方へ変位する。これにより、ジョイスティック２０から運転者Ｈの腕に作用する反力を抑制することができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、フォースリミッタ機構を利用することにより、構造を簡単とすることができて、製造コストを低減することもできる。

また、アームレスト１０をその基端部を中心とする回動のみを許容する場合には、さらに、上記実施形態のアームレストアクチュエータ１１に代えて、アームレスト１０をシートＳに回動ロック機構を備えたピボットによって組み付け、ジョイスティック２０のオーバーストロークを機械的に回動ロック機構に伝達して実施することも可能である。具体的に説明すると、アームレスト１０に内蔵されて、ジョイスティック２０のロッド２０ａと回動ロック構造（例えば、アームレスト１０の角度を調整することが可能なチルト機構など）とを連結するリンク機構を設けておく。さらに、回動ロック構造が解除された際に、アームレスト１０を下方へ回動させるバネを回動ロック構造に設けておく。

これにより、車両に衝突が発生して、ジョイスティック２０がオーバーストロークすると、リンク機構によって回動ロック機構のロックが解除されることにより、アームレスト１０はその基端部を中心として回動することができる。このとき、バネによって、アームレスト１０は、下方に速やかに回動する。これにより、運転者Ｈの前傾に伴い、ジョイスティック２０から運転者Ｈの腕に作用する反力を抑制することができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、リンク機構は、ケーブルに代えて実施することも可能である。

さらに、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施形態および変形例においては、アームレスト１０がシートＳに上下動不能に組み付けられて実施したが、運転者Ｈの体格に応じて、上下方向に調整可能として実施することも可能である。これにより、運転者Ｈのジョイスティック２０の操作性を向上することができて好適である。

また、上記実施形態および変形例においては、アームレスト１０をシートＳの一側（車両の中心側）にのみ設けて実施したが、例えば、車両走行中の運転者Ｈの運転姿勢を良好に保つための把持部を設けたアームレストをシートＳの他側に設けたり、助手席側に設けて実施することも可能である。この場合においては、車両に衝突が発生した場合に、把持部から運転者Ｈの腕に反力が作用する可能性があるため、他側に設けたアームレストも、上記実施形態および変形例と同様にして、車両前方へ変位するようにしたり回動したりするように設けられる。これにより、運転者Ｈの走行中の運転姿勢を良好に保つことができるとともに、運転者Ｈの腕に対する反力を抑制することができる。

さらに、電気制御ユニット６３は、車両に衝突が発生した場合に、電動モータ３５，４５の作動を停止させて、車両の衝突後にジョイスティック２０に反力を発生させないように実施することも可能である。これにより、車両の衝突時にジョイスティック２０が極めて容易に運転者Ｈの変位方向へストロークすることができ、アームレスト１０の車両前方への変位や回動による運転者Ｈの腕に対する反力の抑制効果に加えて、さらに良好に反力を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る車両操作装置を搭載した車両を示す概略図である。 図１に示したジョイスティックを含む車両操作装置である。 図１の電気制御ユニットにより実行されるプログラムのフローチャートである。 本発明の変形例に係る通常ストローク範囲をオーバーストローク範囲を説明するための図である。 本発明の変形例に係る車両操作装置を搭載した車両を示す概略図である。 本発明の変形例に係るアームレスト変位制御機構を説明するための図であって、（ａ）は車両前方からのアームレスト変位制御機構の概略図であり、（ｂ）は車両上方からのアームレスト変位制御機構の概略図であり、（ｃ）は車両側方からのアームレスト変位制御機構の概略図である。 図６のアームレスト変位制御機構の作動を説明するための概略図である。

符号の説明

１０…アームレスト、１１…アームレストアクチュエータ、２０…ジョイスティック、５０…シートベルト装置、５１…シートベルト、５５…リトラクタ、６０…電気制御装置、６１…前後加速度センサ、６２…横加速度センサ、６３…電気制御ユニット、８０…アームレスト変位制御機構、８２…プレート、８３…偏心ローラ、８８…慣性レバー、Ａ…車両操作装置、Ｓ…シート、Ｈ…運転者

Claims (12)

1. シートに設けられたアームレストにジョイスティックが支持された車両操作装置において、
   車両に衝突が発生したときに、前記アームレストを前記運転者から退避させるアームレスト退避手段を備えたことを特徴とする車両操作装置。
2. 請求項１に記載した車両操作装置において、
   車両の衝突を検知する衝突検知手段を備え、
   前記アームレスト退避手段は、
   前記衝突検出手段による車両の衝突検出に応答して前記アームレストを前記運転者から退避させることを特徴とする車両操作装置。
3. 前記アームレスト退避手段は、
   前記アームレストを車両の前方へ変位可能として前記運転者から退避させる請求項１または請求項２に記載した車両操作装置。
4. 前記アームレスト退避手段は、
   前記運転者の上体の変位と連携して前記アームレストを車両の前方へ変位可能として前記運転者から退避させる請求項３に記載した車両操作装置。
5. 前記アームレスト退避手段は、
   車両に搭載されたシートベルト装置のフォースリミッタ機構によるシートベルトの送り出しと連動して、前記アームレストを前記運転者から退避させる請求項４に記載した車両操作装置。
6. 前記ジョイスティックが所定位置まで変位したか否かを判定するジョイスティック位置判定手段を備え、
   前記アームレスト退避手段は、
   前記ジョイスティック位置判定手段によって前記ジョイスティックが前記所定位置まで変位したと判定すると、前記アームレストを前記運転者から退避させる請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一つに記載した車両操作装置。
7. 前記所定位置は、
   前記ジョイスティックが車両の前方に変位し、かつ、車両の操作に必要な変位よりも大きく変位した位置である請求項６に記載した車両操作装置。
8. 前記アームレスト退避手段は、
   前記アームレストを車両の下方に回動可能として前記運転者から退避させる請求項１または請求項２に記載した車両操作装置。
9. 前記アームレスト退避手段は、
   前記運転者の上体の変位と連携して前記アームレストを車両の下方に回動可能として前記運転者から退避させる請求項８に記載した車両操作装置。
10. 前記ジョイスティックが所定位置まで変位したか否かを判定するジョイスティック位置判定手段を備え、
    前記アームレスト退避手段は、
    前記ジョイスティック位置判定手段によって前記ジョイスティックが前記所定位置まで変位したと判定すると、前記アームレストを車両の下方に回動可能として前記運転者から退避させる請求項８または請求項９のうちのいずれか一つに記載した車両操作装置。
11. 前記所定位置は、
    前記ジョイスティックが車両の前方に変位し、かつ、車両の操作に必要な変位よりも大きく変位した位置である請求項１０に記載した車両操作装置。
12. 前記アームレスト退避手段は、
    前記アームレストを、前記ジョイスティックの車両前後への変位方向を含む面内で回動可能として、前記運転者から退避させる請求項１０または請求項１１に記載した車両操作装置。
    

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