JP2006335284A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成を簡素化することができる車両用操舵装置を提供することにある。
【解決手段】運転者は、インストルメントパネル３の凹部４に固定された擬似ステアリング１１を把持した状態で摺動操作することで、車輪の角度を変更することができる。例えば、ステアリングホイールの回転を機械的に車輪まで伝達するステアリングシャフト等を省略することができ、車両用操舵装置１０の構成を簡素化することができる。また、ステアリングシャフトを備えた装置におけるステアリングの操作に比べて軽い操作力でステアリングの操作を行うことができる。また、擬似ステアリング１１の表面１２がインストルメントパネル３の表面５と面一に設けられている。このため、擬似ステアリング１１の表面１２がインストルメントパネル３の表面５から突出しない。従って、広い車内空間を確保することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両におけるバイワイヤ方式の操舵装置に関するものである。

従来、車両の操舵装置は、ステアリングホイールの回転に基づいて機械的に車輪の角度を変更する機械式の操舵装置と、電気的に車輪の角度を変更するバイワイヤ方式の操舵装置とが知られている。例えば、特許文献１に示すように、機械式の操舵装置は、運転者により操作されるステアリングホイール、同ステアリングホイールと一体に回動するステアリングシャフト、車輪の角度を変更するギア機構を備えている。ステアリングホイールの回転力は、ステアリングシャフトを介してギア機構に伝達される。ギア機構は、ステアリングシャフトの回転運動を直線運動に変換するようになっており、例えばラックとピニオンにより構成されている。即ち、操舵装置は、ステアリングホイールの回動操作を機械的にステアリングシャフト及びギア機構を介して車輪に動力伝達することで車輪の角度を変更する。

一方、特許文献２に示すように、バイワイヤ式の操舵装置は、車輪とステアリングホイールとが機械的な動力伝達不能に分離され、運転者が操作するステアリングホイールと一体に回転するステアリングシャフトの回転角度（操舵角）をセンサにて検知し、同操舵装置の制御装置が前記センサの検知結果に基づいて車輪の角度を電気的に制御するものである。
特開２００４−２９１７９１号公報 特開２０００−３４４０５３号公報

ところが、上記のような操舵装置では、ステアリングホイールの回動操作を機械的又は電気的に車輪まで動力伝達するため、ステアリングホイール、ステアリングシャフト等の部品が必要であり、部品点数が多くなりがちであった。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は構成を簡素化することができる車両用操舵装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車輪と機械的な動力伝達が不能に分離されたステアリング手段と、前記ステアリング手段の操作を検出し、検出信号を出力する検出手段と、前記車輪の角度を変更する操舵アクチュエータと、前記検出手段から入力される検出信号に基づいて前記操舵アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、前記ステアリング手段は、運転席周辺に設けられた取付部に固定されており、前記検出手段は、運転者によるステアリング手段の摺動操作に基づく操作量及び操作方向を検出して、当該操作量及び操作方向を示す検出信号を前記制御手段に出力することを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用操舵装置において、前記ステアリング手段における運転シート側側面を、前記取付部における運転シート側側面から突出しないように配置したことを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両用操舵装置において、前記検出手段を、前記ステアリング手段における運転シート側側面とは反対側に設けたことを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、前記運転席周辺には、スイッチ手段が備えられ、前記検出手段は、運転者が前記スイッチ手段を操作して、ステアリング手段を摺動操作することで前記検出信号を出力することを要旨とする。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、運転者は、運転席周辺の取付部に固定されたステアリング手段を摺動操作することで、車輪の角度を変更することができる。このため、車両用操舵装置の構成を簡素化することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、ステアリング手段の運転シート側側面が取付部の運転シート側側面から突出しないため、広い車内空間を確保することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、検出手段が運転シート側側面とは反対側に設けられている。このため、運転者がステアリング手段における運転シート側側面の反対側まで手をもっていった状態で、同ステアリング手段の摺動操作を行うことで、検出手段が手の操作方向及び操作量を検出する。即ち、手をステアリング手段に把持した状態で摺動させないと、検出手段が前記操作方向及び操作量を検出しない。従って、誤操作を抑制することができ、利便性を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の発明の作用に加えて、スイッチ手段を操作して、ステアリング手段を摺動操作することで初めて車輪の角度を変更することができる。従って、誤操作を一層抑制することができる。

本発明によれば、車両用操舵装置の構成を簡素化することができる。

以下、本発明を車輪とステアリングとが機械的な動力伝達不能に分離されたバイワイヤ方式の車両用操舵装置に具体化した実施形態を図１及び図２（ａ），（ｂ）に従って説明する。

図１に示すように、車両１は、車輪２の角度を変更する車両用操舵装置１０を備えている。車両用操舵装置１０は、ステアリング手段としての擬似ステアリング１１、検出手段としての舵角検出部２１、制御手段としての制御装置３１及び操舵アクチュエータ４１を備えている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、運転シート６の前方には、取付部としてのインストルメントパネル３が設けられており、このインストルメントパネル３には、円筒状の凹部４が形成されている。凹部４の内底面中央には、支持部４ａを介して擬似ステアリング１１が固定されている。インストルメントパネル３と擬似ステアリング１１との間には、運転者の手を挿入可能なドーナツ状の摺動孔１３が形成されている。擬似ステアリング１１は、略円板状に形成されており、運転シート６側の側面（以下、「擬似ステアリング１１の表面１２」という）は平坦状に形成されている。擬似ステアリング１１の表面１２は、インストルメントパネル３における運転シート６側の側面（以下、「インストルメントパネル３の表面５」という）と面一になるように設けられている。また、擬似ステアリング１１の表面１２には、押圧操作可能なモーメンタリ式のプッシュスイッチＳＷが設けられている。

擬似ステアリング１１の裏側の端部には、円環状のグリップ部１４が膨出形成されている。前記プッシュスイッチＳＷは、運転者がグリップ部１４を把持した状態で押圧操作することができる位置に配設されている。プッシュスイッチＳＷは、後述する制御装置３１（図１参照）と電気的に接続されており、同プッシュスイッチＳＷが押圧されると押圧信号を同制御装置３１に出力する。

舵角検出部２１は、複数の赤外線センサ２２及び舵角制御部２３を備えている。赤外線センサ２２は、前記擬似ステアリング１１のグリップ部１４に対向するように、インストルメントパネル３の凹部４に円環状に等間隔に配設されている。赤外線センサ２２は、グリップ部１４を摺動する手の位置を検知する。舵角制御部２３は、赤外線センサ２２及び制御装置３１と電気的に接続されており、赤外線センサ２２からの信号に基づく検出信号を同制御装置３１に出力する。詳述すると、運転者の手に最も近い赤外線センサ２２がオン作動するようになっており、手の移動に伴って、オン作動する赤外線センサ２２が次々と変化する。舵角制御部２３は、オン作動する赤外線センサ２２の変化に基づく移動量及び移動方向を検出して、運転者の意図する操作量及び操作方向を示す検出信号を制御装置３１に出力する。

図１に示すように、制御装置３１は、前記プッシュスイッチＳＷからの押圧信号と、舵角検出部２１からの検出信号との２つの信号が入力されて初めて、操舵アクチュエータ４１に対して駆動信号を出力する。操舵アクチュエータ４１は、制御装置３１と電気的に接続されており、制御装置３１からの駆動信号が入力されると、その駆動信号に基づいて車輪２の角度を変更する。

制御装置３１は、エンジン制御部６１と電気的に接続されており、エンジン６２の駆動状態を検出可能となっている。エンジン制御部６１は、制御装置３１からの信号に基づいてエンジン６２の始動及び停止を行う。制御装置３１は、エンジン６２を駆動させることで、前記操舵アクチュエータ４１に駆動信号の出力を可能とする（操舵許可状態）。即ち、制御装置３１は、エンジン６２の駆動状態において、プッシュスイッチＳＷが押圧されながら擬似ステアリング１１の摺動操作が行われると、操舵アクチュエータ４１に駆動信号を出力する。また、制御装置３１は、エンジン６２の駆動を停止させることで、前記駆動信号の出力を不能とする（操舵無効状態）。即ち、制御装置３１は、エンジン６２の駆動が停止した状態において、プッシュスイッチＳＷが押圧されながら擬似ステアリング１１の摺動操作が行われても、操舵アクチュエータ４１に対して駆動信号を出力しない。ちなみに、制御装置３１は、エンジン６２の駆動状態にかかわらず、プッシュスイッチＳＷからの押圧信号が入力されないと、たとえエンジン６２が駆動した状態で擬似ステアリング１１の摺動操作が行われたとしても、駆動信号を操舵アクチュエータ４１に出力しない。

（実施形態の作用）
次に、上記車両用操舵装置１０の動作について説明する。
乗車する際には、まず、車両１のエンジン６２を始動する。すると、制御装置３１は、操舵許可状態となり、駆動信号を操舵アクチュエータ４１に出力可能とする。この状態において、車輪２を右方向に転舵したい場合、運転者は一方の手でプッシュスイッチＳＷを押圧しながら、他方の手でグリップ部１４を把持した状態で図２（ａ）に矢印Ｒで示す右方向に摺動させる。この結果、赤外線センサ２２が次々と図２（ａ）に矢印Ｒで示す右方向にオン作動していき、舵角制御部２３は、運転者の意図する右方向及び操作量を示す検出信号を制御装置３１に出力する。制御装置３１には、プッシュスイッチＳＷからの押圧信号と、舵角検出部２１からの検出信号とが入力され、その検出信号に基づく駆動信号を操舵アクチュエータ４１に出力する。操舵アクチュエータ４１は、制御装置３１からの駆動信号に基づいて車輪２を右方向へと転舵する。

一方、車輪２を左方向に転舵したい場合、運転者は一方の手でプッシュスイッチＳＷを押圧しながら、他方の手でグリップ部１４を把持した状態で図２（ａ）に矢印Ｌで示す左方向に摺動させる。この結果、赤外線センサ２２が次々と図２（ａ）に矢印Ｌで示す左方向にオン作動していき、舵角制御部２３は、運転者の意図する左方向及び操作量を示す検出信号を制御装置３１に出力する。制御装置３１には、プッシュスイッチＳＷからの押圧信号と、舵角検出部２１からの検出信号とが入力され、その検出信号に基づく駆動信号を操舵アクチュエータ４１に出力する。操舵アクチュエータ４１は、制御装置３１からの駆動信号に基づいて車輪２を左方向へと転舵する。

そして、降車する際には、車両１のエンジン６２の駆動を停止する。すると、制御装置３１は、操舵無効状態となり、駆動信号を操舵アクチュエータ４１へ出力不能とする。この状態において、プッシュスイッチＳＷを押圧しながら擬似ステアリング１１の摺動操作を行ったとしても、操舵アクチュエータ４１に対して駆動信号を出力しない。よって、車輪２の角度を変更することができない。

（実施形態の効果）
従って、上記実施形態の車両用操舵装置１０によれば、以下のような効果を得ることができる。

（１）運転者は、インストルメントパネル３の凹部４に固定された擬似ステアリング１１を把持した状態で摺動操作することで、車輪２の角度を変更することができる。このため、例えば、ステアリングホイールの回転を機械的に車輪２まで伝達するステアリングシャフト等を省略することができ、車両用操舵装置１０の構成を簡素化することができる。また、ステアリングシャフトを備えた装置におけるステアリングの操作に比べて軽い操作力でステアリングの操作を行うことができる。従って、操作性を向上させることができる。

（２）擬似ステアリング１１の表面１２がインストルメントパネル３の表面５と面一に設けられている。このため、擬似ステアリング１１の表面１２がインストルメントパネル３の表面５から突出しない。従って、広い車内空間を確保することができる。

（３）舵角検出部２１が擬似ステアリング１１における運転シート６とは反対側の凹部４に設けられている。このため、運転者が擬似ステアリング１１のグリップ部１４を把持した状態で摺動操作しないと、舵角検出部２１が運転者の手の摺動操作を検出しない。従って、誤操作を抑制することができ、利便性を向上させることができる。

（４）一方の手でプッシュスイッチＳＷを押圧操作しながら他方の手で擬似ステアリング１１を摺動させることで、車輪２の角度を変更することができる。従って、誤操作を一層抑制することができる。

（５）擬似ステアリング１１の表面１２は平坦状に設けられており、擬似ステアリング１１の表面１２と、インストルメントパネル３の表面５とは、摺動孔１３を除いてほぼ一体に平坦状に設けられている。このため、運転者の前面に突起物がないため、衝突安全性能が向上する。

（別の実施形態）
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・擬似ステアリング１１の表面１２と、インストルメントパネル３の表面５との位置関係は、面一に限定しない。即ち、擬似ステアリング１１の表面１２をインストルメントパネル３の表面５よりも車両１の前方にくるように配置してもよい。このような構成にした場合、より広い車内空間を確保することができる。また、擬似ステアリング１１の表面１２をインストルメントパネル３の表面５よりも運転シート６側になるように配置してもよい。

・上記実施形態では、舵角検出部２１に赤外線センサ２２を用いたが、タッチセンサ等を用いてもよい。なお、タッチセンサを用いる場合、擬似ステアリング１１のグリップ部１４に同タッチセンサを配設する。そして、舵角検出部２１は、タッチセンサによるオン作動に基づいて手の位置を検出する。そして、グリップ部１４を手で摺動させることで、その手の移動量、即ち操作量及び操作方向を検出することができる。このため、インストルメントパネル３にセンサを取り付ける必要がなくなり、インストルメントパネル３を簡素化することができる。

・上記実施形態の制御装置３１は、一方の手でプッシュスイッチＳＷを押圧した状態で他方の手で擬似ステアリング１１を摺動操作することで、操舵アクチュエータ４１に駆動信号を出力するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、プッシュスイッチＳＷを一回押して離した状態で擬似ステアリング１１の摺動操作することで、制御装置３１が操舵アクチュエータ４１に駆動信号を出力するようにしてもよい。この場合、スイッチ手段として、例えばオルタネイト式のプッシュスイッチＳＷを使用する。

・上記実施形態のプッシュスイッチＳＷを配置する位置を擬似ステアリング１１に限定しない。例えば、インストルメントパネル３、運転シート６の肘掛、センターコンソール等に配設してもよい。

・上記実施形態のプッシュスイッチＳＷを省略してもよい。このような構成にした場合、運転者が擬似ステアリング１１を摺動させるだけで、車輪２の角度を変更することができる。このため、片手で運転が可能となり利便性が向上する。

・上記変更態様のように、プッシュスイッチＳＷを省略した場合において、擬似ステアリング１１を両手で摺動操作することで、制御装置３１から操舵アクチュエータ４１に駆動信号を出力するようにしてもよい。例えば、図３（ａ），（ｂ）に示すように、両方の手を同じ方向に向かって擬似ステアリング１１を摺動操作することで、その方向に車輪２の角度を変更させる。図３（ａ）に示すように、車輪２の角度を右方向へ転舵したい場合、左右両方の手を同時に図３（ａ）に矢印Ｒで示す右方向へと摺動させる。また、図３（ｂ）に示すように、車輪２の角度を左方向へ転舵したい場合、左右両方の手を同時に図３（ｂ）に示す矢印Ｌで示す左方向へと摺動させる。こうすることで、誤操作を一層抑制することができ、利便性を向上させることができる。

・上記実施形態の擬似ステアリング１１は、円形状に限定しない。例えば、図４（ａ）に示すように、円環状の一部が切り欠かれた擬似ステアリング７１を用いてもよい。また、図４（ｂ）に示すように、三角形状の擬似ステアリング７２を用いてもよい。また、図４（ｃ）に示すように、長方形状の擬似ステアリング７３を用いてもよい。また、図４（ｄ）に示すように、直線状の擬似ステアリング７４を用いてもよい。擬似ステアリング７４においては、車輪２を所望の方向に変更したい場合、その方向に対して運転者が擬似ステアリング７４を摺動させることでその旨を示す検出手段を制御装置３１に出力する。このため、運転者にとって最適な形状の擬似ステアリング１１を使用することができる。

・上記実施形態の取付部は、インストルメントパネル３に限定しない。
（付記）
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について追記する。

（イ）請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、前記検出手段は、運転者が前記ステアリング手段を両手で同方向に摺動操作することで前記検出信号を出力することを特徴とする車両用操舵装置。技術的思想（イ）に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の発明の作用に加えて、検出手段は、ステアリング手段に対して両手を同じ方向に摺動させることで、その操作方向及び操作量に基づく検出信号を制御手段に出力する。このため、誤操作を一層抑制することができ、利便性を向上させることができる。

本実施形態における車両の電気的構成を示すブロック図。 （ａ）は本実施形態における擬似ステアリングを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図。 （ａ）及び（ｂ）は別例の擬似ステアリングを示す説明図。 （ａ）〜（ｄ）は別例の擬似ステアリングを示す平面図。

符号の説明

１…車両、２…車輪、３…インストルメントパネル（取付部）、６…運転シート、１０…車両用操舵装置、１１…擬似ステアリング（ステアリング手段）、２１…舵角検出部（検出手段）、３１…制御装置（制御手段）、４１…操舵アクチュエータ、ＳＷ…プッシュスイッチ（スイッチ手段）。

Claims (4)

1. 車輪と機械的な動力伝達が不能に分離されたステアリング手段と、前記ステアリング手段の操作を検出し、検出信号を出力する検出手段と、前記車輪の角度を変更する操舵アクチュエータと、前記検出手段から入力される検出信号に基づいて前記操舵アクチュエータの作動を制御する制御手段とを備えた車両用操舵装置であって、
   前記ステアリング手段は、運転席周辺に設けられた取付部に固定されており、
   前記検出手段は、運転者によるステアリング手段の摺動操作に基づく操作量及び操作方向を検出して、当該操作量及び操作方向を示す検出信号を前記制御手段に出力することを特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１に記載の車両用操舵装置において、
   前記ステアリング手段における運転シート側側面を、前記取付部における運転シート側側面から突出しないように配置したことを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用操舵装置において、
   前記検出手段を、前記ステアリング手段における運転シート側側面とは反対側に設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか１項に記載の車両用操舵装置において、
   前記運転席周辺には、スイッチ手段が備えられ、
   前記検出手段は、運転者が前記スイッチ手段を操作して、ステアリング手段を摺動操作することで前記検出信号を出力することを特徴とする車両用操舵装置。

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