JP2009504466A - ステアリングホイール装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車に回転可能に配設可能なステアリングホイール（１）と、ステアリング軸を規定し、当該ステアリング軸を中心に回転可能にステアリングホイール（１）が取付けられた固定モジュール（２）と、自動車の車内又は車上に配置された自動車の機能要素を作動させるためにステアリングホイール（１）上に配置された第１作動要素（７，８）とを備える自動車用ステアリングホイール装置に関する。前記ステアリングホイール装置には、固定モジュール（２）に配置され、自動車の車内又は車上に配置された自動車の機能要素を作動させるための少なくとも一つの第２作動要素（１０）も備える。本発明によれば、中央電子制御要素（３）はステアリングホイール（１）に配置されるとともに、第１作動要素（７，８）を制御し、さらに少なくとも一つの第２作動要素（１０）を制御するように構成されている。電子制御要素（３）は、好ましくは少なくとも一つの多重インターフェイス（９）を介して運転手側の電子要素との交信が可能とされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、請求項１の前段部分（プレアンブル）ないし請求項２の前段部分（プレアンブル）に記載された特徴を有するステアリングホイール装置に関する。

この種のステアリングホイール装置は、自動車に回転可能に配設されるステアリングホイールと、固定部材と、第１作動要素と、少なくとも一つの、第２作動要素を有する。固定部材はステアリング軸を規定し、この固定部材に、ステアリングホイールがステアリング軸を中心に回転可能なように取付けられている。第１作動要素は、ステアリングホイール上に配置され、自動車の車内又は車上に配置可能な自動車の機能要素を作動させる。第２作動要素は、自動車の車内又は車上に配置され、自動車の機能要素を作動させる。この第２作動要素は、固定部材に配置され、自動車の少なくとも一つの方向指示器を作動させる。

利便性の高い装備を有する自動車における、この種の公知のステアリングホイール装置の場合、ステアリングホイール内に設けられた第１制御電子装置と、ステアリングホイール装置の固定部材の位置する側に設けられた他の第２制御電子装置が備えられている。固定部材は、例えば、ステアリングスピンドルを取り囲むステアリングコラムであってもよい。この場合、従来、ステアリングコラム側に設けられ、方向指示器（点滅スイッチ）、ステアリング角度センサ及び他の機能要素を作動させるための作動要素を有する制御電子装置は、単一のアセンブリモジュールを構成し、当該モジュールは、ステアリングホイールに面するステアリングコラム端部に設けられている。また、例えば、ステアリングホイール内に配置され、ステアリングホイール側に設けられた第２制御電子装置を有する他のコンポーネントは、独立したステアリングホイールモジュールを構成する。

したがって、本発明の目的は、低コストで利便性の高いステアリングホイール装置を提供することにある。

この目的は、請求項１に記載された特徴を有するステアリングホイール装置によって達成される。

本発明によれば、ステアリングホイールに配置され、第１作動要素を制御するとともに、少なくとも一つの第２作動要素を制御するように構成された中央制御電子装置が提供されている。

本発明は、この課題を解決する上で、制御電子装置を、ステアリングホイール装置の固定部材が位置する側に設ける必要がないという利点がある。当該制御電子装置がステアリングホイール内に設定配置されることによって、単一の制御電子装置を有するステアリングホイール装置が構成される。この場合、第２作動要素をステアリングホイールに配置された単一の制御電子装置に連結すれば足りるため、少なくとも一つの第２作動要素が固定部材に設けられている場合であっても、上記利点が得られる。このような連結は、例えば、簡単な電気的接続によって可能とされる。

本発明の特に好ましい実施の形態においては、ステアリングホイールのステアリング角度を検知するように構成されたステアリング角度センサが設けられている。このためには、ステアリング角度センサはステアリングホイールに配置されることが好ましく、当該センサは、固定部材上に設けることが可能な絶対コード又は相対コードとして構成された所定の記号を検知する。これにより、ステアリング軸を中心としたステアリングホイールの絶対的又は相対的移動（回転）が計測可能とされる。このようなステアリング角度センサは、例えば、ＤＥ１９７５８１０４Ａ１及びＤＥ１９７０５３１２Ａ１により公知である。さらに、ステアリング角度センサは、当該センサを制御するように構成された制御電子装置に接続されることが好ましい。

かくして自動車の機能要素は、制御電子装置がステアリング角度センサと協働することによって制御可能とされる。機能要素及び第１及び第２作動要素を制御するために、制御電子装置は、マイクロコントローラを有する。この「制御」とは、少なくともこれらの機能要素及び作動要素の作動、停止又はパラメータ化を意味する。このように、機能要素が方向指示器である場合、セットされた方向指示器をステアリング角度に応じて自動的にリセットすることが可能とされる（例えば、進行方向を変更するために進路変更状態にあったステアリングホイールが直進位置に戻される場合）。

本発明の別の態様においては、ステアリング角度、すなわちステアリングホイールの直進位置に対してステアリングホイールが回転方向に回転した角度、自動車の進行方向、自動車の走行速度、ステアリングホイールの回転速度、又は、ステアリングホイールを把持する運転手の手の位置、すなわち、運転手の手が置かれるステアリングホイールの握持面（例えば、ステアリングホイールのリングの表面）上の位置など、自動車あるいは運転手の状態を特徴付ける情報を活用して、制御電子装置は、少なくとも一つの第１作動要素、及び／又は、少なくとも一つの第２作動要素を制御するように配設構成されている。

制御信号を車体側の電子装置へ送信するために、制御電子装置は、少なくとも一つの多重インターフェイスを有することが好ましい。当該多重インターフェイスは、自動車に関する情報を制御電子装置へ送信することも可能とされる。ステアリングホイールと固定部材との間は、信号送信装置によって電気的に接続されていることが好ましい。すなわち、信号送信装置は、多重インターフェイスを介して固定部材に接続され、更に、ステアリングホイールへ動力を伝達する機能を有する。信号送信装置は、単純な構造のケーブル、すなわち巻きケーブル接続であってもよいし、あるいは、リボンケーブルとして、例えば、リボンケーブルを保護するための円筒形の箱に設けてもよい。ケーブル接続としてのこの種の信号送信装置は、例えば、ＤＥ１９５０６８６５Ｃ１及びＤＥ１９５２５９２８Ａ１により公知である。

本発明の好ましい態様において、制御電子装置、ステアリング角度センサ及び信号送信装置は、ステアリングホイール内に単一モジュールとして取付け可能な機能装置を構成している。これによって、これらコンポーネントの組付けがより簡単に可能となり、全体としてコストが削減される。

ステアリングホイールに配置される第１作動要素の少なくとも一つは、複数の作動方向に作動するように配設構成されていることが好ましく、各方向依存性出力信号は、個々の作動方向に対応し、自動車コンポーネントに作用する。この場合の「作用」とは、自動車コンポーネントの起動及び停止、更には、制御（調整）も包含する。特に、この種の「作用」は、複数の自動車コンポーネントから調整すべき自動車コンポーネントを選択することも包含する。

少なくとも一つの第１作動要素を制御する制御電子装置が設けられ、当該第１作動要素がそれぞれ対応する出力信号を発生させるために作動することが可能な個々の作動方向が、ステアリングホイールの現在のステアリング角度に関係なく、車両に対して固定された座標系に対して常に一定であるように構成されていることが好ましい。言い換えれば、所定の方向依存性出力信号を発生させるために、第１作動要素は、現在のステアリング角度に関係なく、いずれの場合においても同一の作動方向に偏向されなければならない。制御電子装置は、具体的にはステアリングホイール内に配置された中央制御電子装置である。現在のステアリング角度は、ステアリング角度センサによって検知される。

作動要素は、ステアリングホイール上に設けられ、その動作は、ステアリングホイールの回転角度に関係なく、車両に対して固定された座標系に対して常に同一であるように制御可能とされている。この作動要素の構成は、それ自体で発明としての体をなすものであり、本ステアリングホイール装置とは独立して実施することも可能である。このためには、ステアリングホイール上に配置された作動要素を有し、ステアリング軸を中心に回転可能な自動車用ステアリングホイールの場合、一般的に、少なくとも一つの第１作動要素を制御する制御装置（制御電子装置）が設けられ、当該第１作動要素がそれぞれ対応する出力信号を発生させるために作動することが可能な個々の作動方向が、ステアリングホイールの現在のステアリング角度に関係なく、車両に対して固定された座標系に対して常に一定であるように構成されている。

本発明の特に好ましい態様においては、第１作動要素の少なくとも一つ、及び／又は、少なくとも一つの第２作動要素は、ジョイスティックとして構成され、当該ジョイスティックは、対応する複数の傾斜方向（作動方向）に複数の軸を中心として傾斜可能な操作レバーを有し、当該軸及び傾斜方向は共通の二次元操作面上に位置している。この種のジョイスティックが、例えば、一方向に延伸する細長い形状を有する操作レバーを有し、この操作レバーは、ニュートラル、すなわち傾斜していない場合はジョイスティックの操作面に対して垂直であり、また、操作面上にある自由端によって各軸を中心に傾斜可能であるように取付けられている。この場合、ジョイスティックは、自動車の機能要素（例えば、作動、停止、調整等）が操作レバーの傾斜方向に応じて制御されるように制御電子装置によって制御可能とされている。

第１作動要素、及び／又は、少なくとも一つの第２作動要素は、例えば、回転式エンコーダ（回転式圧力コントローラ）、簡単なスイッチ、スイッチアレイ、薄膜スイッチなどの他の公知の切替要素として設けることも可能とされる。

ジョイスティックの操作レバーは個々の軸を中心に傾斜可能とされ、当該軸は、共通の交点で互いに交差するように構成されていることが好ましい。また、当該交点は、ステアリング軸に対して横方向に、かつステアリングホイールのステアリング軸から離間して配置されていることが好ましい。

さらに、傾斜方向は、操作座標系の２次元ベクトルに対応し、当該操作座標系は、ジョイスティックに対して固定され、操作面上に延在するとともに、直角に交差するＹ軸とＸ軸を有していることが好ましい。これにより、傾斜方向は、自動車の機能要素を制御する制御電子装置によって、明確にさらに処理可能とされる。操作座標系の原点は、軸の交差点と一致することが好ましい。

制御電子装置は、ジョイスティックの操作レバーが特定の傾斜方向に傾斜していた時間を記録し、それを用いて機能要素を制御、特に調整するように構成することも当然考えられる。

本発明の一態様では、ジョイスティックがステアリングホイール上に配置され、制御電子装置が、ステアリング角度センサによって操作座標系の配向を調整するように配設構成され、Ｙ軸の方向が、ステアリング角度に関係なく、ステアリングホイールの直進位置におけるＹ軸の方向と常に一致するように構成されている。これは、例えば、ジョイスティックの操作レバーの水平方向への移動が、ステアリングホイールの位置、すなわちステアリング角度に関係なく、制御機能要素、すなわち当該機能要素の機能に対して常に同じ効果を奏するということであるので、有利である。具体的には、方向指示器は、ステアリングホイールのステアリング角度とは無関係に、ジョイスティックによって操作可能とされる。

本発明の別の態様においては、少なくとも傾斜方向を表示する機能を有するディスプレイ要素が設けられている。すなわち、当該ディスプレイ要素は、ジョイスティックの操作レバーが傾斜する傾斜方向を表示する。

ディスプレイ要素がステアリングホイール上に配置されていることが好ましい。また、ジョイスティックがステアリングホイールに配置され、ディスプレイ要素はジョイスティックのまわりに集められていることが好ましい。さらに、ディスプレイ要素は、ジョイスティックに対して同心円状に配置されていることが好ましい。

本発明の好ましい態様においては、ディスプレイ要素は、複数の個別に制御可能なセグメントを有している。当該個別セグメントは、互いに隣接して配置されても、あるいは互いに離間してステアリングホイールに配置されてもよい。この場合、ディスプレイ要素とそのセグメントを、ステアリングホイールの表面、例えば、ステアリングホイールのリングの表面に埋設して面一にすることも考えられる。

本発明の特に好ましい態様においては、ジョイスティックがステアリングホイールに配置され、制御電子装置は、ステアリング角度センサによってディスプレイ要素の個別セグメントを制御するように配設構成され、操作座標系の原点に対する傾斜方向に対応するセグメントの配向が、ステアリングホイールの現在のステアリング角度に左右されないように構成されている。ここで、操作座標系の原点に対するセグメントの配向とは、車両に対して固定された座標系に対する方向を意味するものとし、この方向とは、操作座標系の原点から当該セグメントの方に向かう方向である。

本発明の別の態様では、制御電子装置は、制御電子装置が作動停止される前にステアリング角度センサによって測定されたステアリング角度を記憶するように配置構成されている。これは、制御電子装置が再起動すると、この種のステアリング角度が再び利用可能となるため有利である。この場合、従来、制御電子装置の起動及び停止は、自動車の始動と連動するように構成されている。

ステアリングホイールは、延伸面に延在するとともに、スポークによってステアリングホイール本体に接続されているステアリングホイールリングを有することが好ましい。

本発明の別の実施の形態においては、第１操作要素が、ステアリングホイールのリングの延伸面とステアリングホイール上の固定部材との間にステアリング軸の方向に設けられている。この種の第１操作要素は、第１作動要素群の一部であってもよく、第２作動要素がステアリングホイール上に配置されている場合は、実際には第２作動要素群の一部であってもよい。

第１操作要素は接触領域を有し、第１操作要素に当該接触領域で触れることで、第１操作要素を作動可能に構成することが好ましい。また、第１操作要素は、接触領域を押す（例えば、運転手とは反対の方向に）、あるいは、随意に接触領域を反対方向に引くことによって、一方向に作動可能に構成することも考えられる。さらに、接触領域は、ステアリングホイールリングの延伸面に対して平行に延在する平面、好ましくは、ステアリングホイールリングとステアリングホイールのスポークとの間、又はステアリングホイールリングとステアリングホイール本体との間の当該平面に配置される。接触領域を好適に配置することによって、例えば、親指（押す）や人差し指又は中指（引く）を使い、それ以外の手はステアリングホイールを把持する位置に置いた状態で、この種の第１操作要素を作動させることが可能となる。

第１操作要素は、ステアリングホイールのスポークに移動可能に取付けられているか、あるいは、ステアリングホイール本体に移動可能に取付けられていることが好ましい。この場合、第１操作要素は、接触領域がステアリング軸に対して平行な方向に移動可能であるように、ステアリングホイールに取付けられることが好ましい。

本発明の別の実施の形態においては、それぞれが接触領域を有する他の第１操作要素が設けられ、これらの他の接触領域は、第１操作要素の接触領域が設けられている平面に配置されている。

他の第１操作要素は、同様に適切に第１作動要素群に割り当てられ、また、第２作動要素がステアリングホイールに配置される場合には、第２作動要素群に割り当てられる。

好ましくは、第１操作要素の接触領域と他の第１操作要素の他の接触領域（以下、第１操作要素の接触領域と称す）は、ステアリングホイール本体の周りに設けられた経路上に配置され、少なくとも第１接触領域の大部分は、ステアリングホイールの現在のステアリング角度に関係なく、運転手から見てステアリングホイールの右手側に配置され、また、少なくとも第２接触領域の大部分は、ステアリングホイールの現在のステアリング角度に関係なく、運転手から見てステアリングホイールの左手側に配置されるように構成されている。このような配置では、ステアリングホイールは、ステアリング軸と、ステアリング軸に交差する垂直軸とによって形成され、車両に対して固定された平面によって、右手側と左手側に分割される。従って、このステアリングホイールの右手側と左手側の定義は、ステアリングホイールのステアリング角度とは無関係である。

さらに、制御電子装置は、好ましくは、ステアリング角度センサによって第１操作要素の個別の接触領域を制御するように配置構成され、少なくとも一つの第１接触領域の作動に基づいて、自動車の進行方向表示は、現在のステアリング角度に関係なく、右への進行方向の変更を表示し、また、少なくとも一つの第２接触領域の作動に基づいて、自動車の進行方向表示は、現在のステアリング角度に関係なく、左への進行方向の変更を表示するように構成されている。

第１操作要素は、全体として第１作動要素群の一部であってもよく、また、少なくとも一つの第２作動要素がステアリングホイール上に配置されている場合は、実際には、第２作動要素群の一部であってもよく、すなわち少なくとも一つの第２作動要素を形成してもよい。

さらに、例えば、自動車コンポーネントを制御するための第１操作要素を有するステアリングホイールの場合、ステアリング角度に応じて制御される上記の第１操作要素は、本ステアリングホイール装置とは独立して実施可能な、それ自体として独立した発明概念を形成している。第１操作要素は、それぞれ手で触れる（例えば、押す）ことによって第１操作要素を作動させることが可能な接触領域を有している。

本発明の別の態様においては、ステアリングホイール上に配置される第２操作要素は、ステアリングホイールがステアリング軸回りに回転する時、すなわち、ステアリング角度が変化する時、空間配向が変わらないように（空間に占める配置位置が不変であるように）ステアリングホイールに設けられている。この種の第２操作要素は、第１作動要素群の一部であってもよく、また、第２作動要素がステアリングホイール上に配置されている場合は、実際には第２作動要素群の一部であってもよい。

この種の第２操作要素は、例えば、自動車コンポーネントを操作するための操作要素を有する自動車用回転ステアリングホイールの場合、本発明に係るステアリングホイール装置とは独立して実施可能とされる。

第２操作要素は、その空間配向がステアリングホイールのステアリング角度に関係なく不変とされるのが好ましく、例えば電動式回転レギュレータによって、ステアリングホイール上に移動可能に取付けられたステアリングホイールの要素上に設けられている。好ましくは、当該第２操作要素は、制御電子装置によって調整され、当該制御電子装置は、ステアリングホイール要素の配向がステアリングホイールの現在のステアリング角度に関係なく調整されるように、ステアリング角度センサと協働してステアリングホイール要素の配向を制御するように配置構成されている。

さらに、当該要素は、ステアリングホイールの中央部に配置されていることが好ましく、ステアリングホイール本体の一部、特に、ステアリングホイール本体に取付けられたエアバッグモジュールであることが好ましい。

第１作動要素及び少なくとも一つの第２作動要素は、自動車の車内又は車上に配置可能な機能要素、特に、方向指示器、警笛、ラジオ、車両速度を制御する走行制御装置、ワイパ、自動車用ライトなどを操作するための機能要素を作動させる。作動要素は、もちろん、多機能な構成でもよいし、これらの複数の機能的コンポーネントを操作するように構成されていてもよい。

第１作動要素をステアリングホイールに配置し、少なくとも一つの第２作動要素を固定部材（例えば、ステアリングコラム）に配置する以外の方法として、第１作動要素と少なくとも一つの第２作動要素をともに、ステアリングホイールに配置し、中央制御電子装置をステアリングホイールに配置して、第１作動要素を制御するとともに少なくとも一つの第２作動要素も制御するように構成してもよい。

本発明の更なる詳細及び利点は、図面を参照しつつ、実施形態に関する以下の記述により明らかにされる。

図１は、ステアリング軸の周りを回転移動可能なように固定部材２に取付けられたステアリングホイール１を有するステアリングホイール装置の概略図である。この種の部材２は、例えば、ステアリング軸に沿って延在してステアリングホイール１の回転動作を自動車の前輪に伝達するステアリングスピンドルを軸支するステアリングコラムであってもよい。従来、ステアリングホイール１は、このような場合、個々のナットによってステアリングスピンドルに固定されているが、純粋に電子的な手段（電子制御式操作）によってステアリングホイール１の回転動作を前輪に伝達することも可能とされる。このためには、ステアリングホイールは、ステアリング軸の周りを回転可能に固定部材２に取付けられるとともに、ステアリング角度が好適な方法で検知され、自動車を制御するためのステアリング電子装置に伝達される。

ステアリング角度は、ステアリングホイールが直進位置にある場合は０度で、（運転手によって）ステアリングホイールが時計回りに回転されると大きくなるように構成されていると有利である。また、ステアリング角度は、ステアリングホイール１に設けられ、制御電子装置３に接続されているステアリング角度センサ５によって測定されるように構成されていてもよい。

ステアリングホイール１には、ジョイスティックである第１作動要素７、方向指示器（点滅スイッチ）を操作するための第２作動要素６、および、ラジオや速度自動制御装置などを作動させるための更なる第１作動要素８が設けられている。これらの作動要素は、制御電子装置３にも接続され、例えば、ステアリング角度センサ５によって測定されるステアリング角度などの走行条件又は車両条件に関する情報に応じて、制御電子装置３によって制御される。これに関連して、これら作動要素の制御とは、作動要素の起動、停止及びパラメータ化を意味するものと解される。車両側に設けられる電子装置との交信は、（ステアリングホイール１を固定部材２に電気的に連結する）信号送信装置４から車両側の固定部材の外側にある中央電子装置までを繋いでいる多重インターフェイス９を介して行われる。車内又は車上に配置された機能要素への制御信号と実際の走行及び車両条件に関する情報が、ともに多重インターフェイス９を介して制御電子装置３に送信される。

このように、図１に示されたステアリングホイール装置では、全ての作動要素がステアリングホイールに組み込まれ、中央制御電子装置によって制御される。固定部材２（例えば、ステアリングコラム）には電子装置がないため、固定部材２の設計の自由度が増大し、更には、それに伴って得られる空間体積を、例えば、安全部材（膝用エアバッグなど）のために使用することも可能とされる。

図２は、図１に示されたステアリングホイール装置の変更例であり、図１と異なって、方向指示器を作動させるための第２作動要素１０が固定部材２に設けられている。この場合、この第２作動要素１０は、電気的接続１１を介して制御電子装置３に連結され、制御電子装置３は、上記のようにして多重インターフェイス９を介して、自動車内のステアリングホイール１の環境に配置された機能要素との交信が可能とされる。この場合もまた、単一の中央制御電子装置３が、全ての第１及び第２作動要素７，８及び１０を制御する構成となっている。

図３は、当該図３の表面と同一の延伸面に延在する環状のステアリングホイールリング１５を有するステアリングホイール１の平面図である。ステアリングホイールリング１５は、（ステアリングホイールリングの延伸面に対して垂直方向に延在する）ステアリング軸に対してほぼ同心円状に構成され、ステアリングホイール本体１４を取り囲んでいる。ステアリングホイール本体１４は、ステアリングホイールリング１５から離間して設けられ、ステアリングホイールリング１５の延伸面に延在する平らで丸みのあるステアリングホイールカバー１３を有している。また、ステアリングホイール本体１４は、ステアリングホイールリング１５の延伸面に設けられた３つのスポーク１２によってステアリングホイールリング１５に接続されている。３つのスポーク１２の一つは、ステアリングホイール１が直進位置にある場合、ステアリング軸下方に位置するステアリングホイールリング１５の部分からステアリング軸に向かって垂直にステアリングホイール本体１４まで延伸し、（その延伸方向に対して垂直な）断面がステアリングホイール本体１４に向かって大きくなるように形成されている。ステアリングホイール１の直進位置においては、他の２つのスポーク１２は、ステアリングホイールリング１５の延伸面上の水平軸に沿って、ステアリングホイール本体１４からステアリング軸の両側に離間する方向に突出し、ステアリングホイールリング１５に向かって先細るように延伸している。その結果、３つのスポーク１２は、全体として互いにＴ字形に設けられている。

ステアリングホイール１の直進位置においては、（例えば、エアバッグモジュールを被覆するための）ステアリングホイールカバー１３の両側に、上記の水平軸に沿ってジョイスティック２４，２５が配置されている。ジョイスティック２４，２５は、それぞれステアリング軸に対して平行方向に延在する操作レバーを有しており、ジョイスティック２４，２５の２つの操作レバーは、ステアリングホイール１に面する各端部で、ステアリングホイールリング１５の延伸面とほぼ同一の操作面に延在する複数の軸を中心に傾斜可能に取付けられている。これらの軸は、予め設定されていても、自由に選択可能であってもよい。

図７Ａは、図７Ｂと併せ、ジョイスティック２４を例として、制御電子装置３及びステアリング角度センサ５によるジョイスティック２４の制御を示したものである。この制御は、制御電子装置３によってジョイスティック２４に対応する操作座標系２３が固定されるように行われる。すなわち、図７Ａ（ステアリング角度が０度）及び７Ｂ（ステアリング角度が９０度）に図示されているように、操作座標系２３の配向は、ステアリング角度の値に関係なく常に一定となるように構成されている。

このように、ジョイスティック２４の、例えば水平軸に沿って右側への移動すなわち傾斜は、ステアリング角度に関係なく常に同じ効果を奏する。当該ジョイスティック２４の傾斜は、制御電子装置によって計測可能である。ジョイスティック２４，２５は、例えば、方向指示器の操作に使用することができ、また、固定部材２に配置された方向指示器用の従来の作動要素と組み合わせて使用することも考えられる。

さらに、図３に示されているように、第１操作要素１８，２０は、ステアリングホイール１上に配置され、図５に示されているようにレバーとして構成されるとともに、ステアリングホイール１が直進位置にある場合のステアリングホイール本体１４の互いに離間した２つの側部に移動可能に取付けられている。また、この２つの側部は、ステアリングホイールリング１５の延伸面に対してほぼ垂直に延在し、車の垂直軸と平行に配向されている。

第１操作要素１８，２０は接触領域Ｂを有し、それぞれ運転手に面する面を有している。また、接触領域Ｂは、（ステアリングホイール１の直進位置において）水平方向のスポーク１２とステアリングホイールリング１５の上部との間のステアリングホイールリング１５の延伸面に対して平行に延在する面に設けられている。２つの接触領域Ｂが延在する面は、ステアリングホイールリング１５の延伸面と固定部材２との間にステアリング軸の方向に設けられている。２つの操作要素１８，２０は、接触領域Ｂがそれぞれステアリング軸に対して平行な方向に押し引き可能なように構成されている。このため、例えば、右方向への進行方向の変更を表示する場合の進行方向表示は、第１操作要素２０の接触領域Ｂを自動車の直進方向に押すことによって作動させることができ、また（自動車の直進方向と反対方向に）引くことによって解除できる。

運転条件に関する情報、例えば、第１操作要素１８，２０の条件は、第１操作要素１８，２０に配置され、かつ第１操作要素１８，２０の目視可能な接触領域Ｂに形成されたディスプレイ要素２２によって表示可能とされる。

図４は、上記した操作要素に関する更なる変更例を示したものである。図４においては、図３と異なって、２つの別の第１操作要素１９，２１がステアリングホイール１に配置され、これらの操作要素も、方向指示器の作動又は作動停止が可能とされる。当該第１操作要素１９，２１も、ステアリングホイール本体１４の２つの互いに離間した側部に移動可能に設けられ、細長い接触領域Ｂを有する。この細長い接触領域Ｂは、ステアリングホイール本体１４の全体にわたって延在し、ステアリングホイールリング１５の延伸面に対して平行な方向に、第１操作要素１８，２０の接触領域Ｂより広い表面を有している。ステアリングホイール１が直進位置にある場合、この第１操作要素１９，２１の接触領域Ｂは、水平スポーク１２の下方にステアリングホイール本体１４に沿って延在し、それぞれ水平スポーク１２の上方に位置する第１操作要素１８，２０の接触領域Ｂの一方に対向している。また、当該第１操作要素１９，２１は、第１操作要素１８，２０と同様にして作動させることができ、もちろん方向指示器を制御するために設けることも可能とされる。

このように、第１操作要素１８，２０，１９及び２１の接触領域Ｂは、ステアリングホイールリングを４分割している。このような配置の利点は、ステアリングホイール１のステアリング角度とが無関係に、基本的に、少なくともある一定の部分にわたって、接触領域Ｂの一方がステアリングホイール１の左手側に、もう一方が右手側にそれぞれ配置される構成に基づくものである。これを利用して、制御電子装置３によって対応する方向指示器を作動又は停止することが可能である。この概念は、図６Ａから６Ｄに図示されている。

図６Ａは、図６Ｂ、６Ｃ、６Ｄとともに、図３から５に示されたタイプのステアリングホイール１の平面図である。当該ステアリングホイール１は、第１操作要素２１，２０，１９，１８の４つの個別に作動可能なセグメント式の接触領域Ｂを有する。第１操作要素２１，２０，１９，１８は、ステアリングホイールリング１５（図６Ａから６Ｄには示されていない）の延伸面に対して平行な、当該延伸面と固定部材２との間の平面上に、ステアリングホイール本体１４（図６Ａから６Ｄには図示されていない）を取り囲んで環状に配置されている。つまり、接触領域Ｂは、ステアリングホイールリング１５の延伸面と平行な平面上において、ステアリングホイール本体１４を取り囲んでいる。特に、接触領域Ｂは、ステアリングホイールリング１５から離間して設けられている。これは、ステアリング操作と（方向指示器のセット及びリセットを行う）点滅操作とを分離して行うことができるため有利である。

ステアリングホイール本体１４を取り囲んでいる接触領域Ｂは、それぞれステアリングホイールリング１５の延伸面と平行な平面において、ステアリングホイール本体１４の外周の４分の１にわたって延在し、ステアリングホイール本体１４の周りに輪を形成する。つまり、ステアリングホイール１のステアリング角度を問わず、接触領域Ｂの少なくとも一つは、ステアリングホイール１の上記した右手側（左手側）に全体が位置し、それに隣接する別の接触領域Ｂの少なくとも半分は、ステアリングホイール１の右手側（左手側）に位置することになる。また、これらの接触領域Ｂは、制御電子装置３によって右手側（左手側）の方向指示器に対応させることも可能とされる。この結果、２つの接触領域Ｂは、ステアリングホイール１の右手側（左手側）で常時利用可能になるとともに、右手側（左手側）の方向指示器のセット又はリセットにも使用可能である。

図６Ａのように、ステアリング角度が０度の場合、制御電子装置３は、それに応じて、右手側の方向指示器の作動要素となる第１操作要素２１，２０を制御するために作動する。図６Ｂ及び６Ｃ（ステアリング角度が約９０度）の場合、これらの作動要素は、操作要素１８，２１となる。図６Ｄに示すように、ステアリング角度が１８０度の場合、制御電子装置３は、右手側の方向指示器の作動要素となる第１操作要素１９，１８を制御するために作動する。

第１操作要素１８，１９，２０，２１の個々の接触領域Ｂを、上記のように制御するには、制御電子装置３は、ステアリング角度、すなわち固定座標系１７の軸と、ステアリングホイール１に対して相対的に固定された座標系１６の同軸との間の角度を測定するように構成されていなければならない。これは、ステアリング角度センサ５を用いた公知の方法でなされる。

本発明に係るステアリングホイール装置の一態様を示す概略図である。 本発明に係るステアリングホイール装置の別の態様を示す概略図である。 ステアリングホイールに配置された操作要素を有するステアリングホイールの概略図である。 図３に示されたステアリングホイールの変更例を示す概略図である。 図４に示されたタイプのステアリングホイールを示す側面概略図である。 ステアリングホイール本体を囲んで環状に配置された操作要素のセグメント状に形成された接触領域を示す概略図である。 ステアリングホイールのステアリング角度が０度ではなく、かつ９０度以下である場合の図６Ａに示された接触領域を示す概略図である。 ステアリングホイールのステアリング角度が０度ではなく、かつ９０度以上１８０度以下である場合の図６Ａ及び６Ｂに示された接触領域を示す概略図である。 ステアリング角度が１８０度の場合の図６Ａから６Ｃに示された接触領域を示す概略図である。 直進位置に位置し、かつジョイスティックを有する図３から５に示されたタイプのステアリングホイールを示す概略図である。 ステアリング角度が９０度である図７Ａに示されたステアリングホイールを示す概略図である。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ 固定部材
３ 制御電子装置
４ 信号送信装置
５ ステアリング角度センサ
６ 作動要素
７ ジョイスティック
８ 作動要素
９ 多重インターフェイス
１０ 作動要素
１１ 電気的接続
１２ スポーク
１３ ステアリングホイールカバー
１４ ステアリングホイール本体
１５ ステアリングホイールリング
１６ 座標系
１７ 座標系
１８ 第１操作要素
１９ 第１操作要素
２０ 第１操作要素
２１ 第１操作要素
２２ ディスプレイ要素
２３ 操作座標系
２４ ジョイスティック
２５ ジョイスティック
Ｂ 接触領域

Claims (45)

1. 自動車に回転可能に配設可能なステアリングホイールと、
   ステアリング軸を定義するとともに、前記ステアリングホイールが前記ステアリング軸を中心に回転可能に取付けられた固定部材と、
   前記ステアリングホイール上に配置され、自動車の車内又は車上に配置可能な自動車の機能要素を作動させるための第１作動要素と、
   前記固定部材に配置され、自動車の車内又は車上に配置される当該自動車の機能要素を作動させるための少なくとも一つの第２作動要素と、を有する自動車用ステアリングホイール装置であって、
   前記第１作動要素（７，８）の制御と前記少なくとも一つの第２作動要素（１０）の制御の双方を行うように構成された中央制御電子装置（３）が、前記ステアリングホイール（１）に配置されていることを特徴とするステアリングホイール装置。
2. 前記ステアリングホイール（１）の前記ステアリング角度を測定するように構成されたステアリング角度センサ（５）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール装置。
3. 前記ステアリング角度センサ（５）が前記ステアリングホイール（１）上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のステアリングホイール装置。
4. 前記ステアリング角度センサ（５）が前記制御電子装置（３）に接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のステアリングホイール装置。
5. 前記制御電子装置（３）が前記ステアリング角度センサ（５）を制御するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のステアリングホイール装置。
6. 前記制御電子装置（３）は、
   前記ステアリング角度、自動車の進行方向、自動車の走行速度、前記ステアリングホイール（１）の回転速度、および前記ステアリングホイール（１）を把持する運転手の手の位置に関する情報を選択的に用いることにより、前記第１作動要素（７，８）の少なくとも一つ、及び／又は、前記少なくとも一つの第２作動要素（６，１０）を制御するように配設構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
7. 前記制御電子装置（３）は、信号送信装置（４）を介して前記固定部材（２）に接続されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
8. 前記制御電子装置（３）は、制御信号を自動車側に送信するための少なくとも一つの多重インターフェイス（９）を有することを特徴とする請求項７に記載のステアリングホイール装置。
9. 前記制御電子装置（３）、前記ステアリング角度センサ（５）及び前記信号送信装置（４）は、前記ステアリングホイール（１）に組み込み可能な単一モジュールを形成することを特徴とする請求項２から８までのいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
10. 前記ステアリングホイール（１）に配置された少なくとも一つの第１作動要素（７，８）は、複数の作動方向に作動可能であるとともに、各方向依存性出力信号が、個々の作動方向に対応し、自動車コンポーネントに作用することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
11. 前記少なくとも一つの第１作動要素（７，８）は、個々の作動方向に作動してそれぞれ対応する出力信号を発生させることが可能とされ、当該作動方向は、前記ステアリングホイール（１）の現在のステアリング角度に関係なく、車両に対して固定された座標系に対して常に一定であるように前記第１作動要素を制御する制御電子装置が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のステアリングホイール装置。
12. 所定の方向依存性の出力信号を発生させるために、前記第１作動要素（７，８）は、現在のステアリング角度に関係なく、いずれの場合においても同一の作動方向に偏向されるように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のステアリングホイール装置。
13. 前記少なくとも一つの第１作動要素（７，８）、及び／又は、前記少なくとも一つの第２作動要素（６，１０）は、ジョイスティック（２４，２５）として構成され、当該ジョイスティックは、対応する複数の傾斜方向に複数の軸を中心として傾斜可能な操作レバーを有し、前記軸及び前記傾斜方向は共通の二次元操作面上に位置していることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
14. 前記軸は、一つの交点で交差することを特徴とする請求項１３に記載のステアリングホイール装置。
15. 前記交点は、前記ステアリング軸に対して横方向に、かつ前記ステアリング軸から離間して配置されていることを特徴とする請求項１４に記載のステアリングホイール装置。
16. 前記傾斜方向は、操作座標系（２３）の２次元ベクトルに対応し、当該操作座標系は、前記ジョイスティック（２４，２５）に対して固定され、前記操作面上に延在するとともに、直角に交差するＹ軸及びＸ軸を有することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
17. 前記操作座標系（２３）の原点が前記交点と一致することを特徴とする請求項１５又は１６に記載のステアリングホイール装置。
18. ジョイスティック（２４，２５）が前記ステアリングホイール（１）上に配置され、前記制御電子装置（３）は、前記ステアリング角度センサ（５）によって前記操作座標系（２３）の配向を調整するように配設構成され、Ｙ軸の方向が、前記ステアリング角度に関係なく、前記ステアリングホイール（１）の直進位置におけるＹ軸の方向と常に一致するように構成されていることを特徴とする請求項２及び請求項１６又は１７に記載のステアリングホイール装置。
19. 少なくとも前記傾斜方向を表示する機能を有するディスプレイ要素（２２）が設けられていることを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
20. 前記ディスプレイ要素（２２）が前記ステアリングホイール（１）上に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載のステアリングホイール装置。
21. ジョイスティック（２４，２５）が前記ステアリングホイール（１）に配置され、前記ディスプレイ要素が前記ジョイスティック（２４，２５）を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項２０に記載のステアリングホイール装置。
22. 前記ディスプレイ要素（２２）が前記ジョイスティック（２４，２５）に対して同心円状に配置されていることを特徴とする請求項２１に記載のステアリングホイール装置。
23. 前記ディスプレイ要素（２２）が複数のセグメントを有することを特徴とする請求項１９から２２のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
24. ジョイスティック（２４，２５）が前記ステアリングホイール（１）に配置され、前記制御電子装置（３）は、前記ステアリング角度センサ（５）によって前記個別セグメントを制御するように配設構成され、前記操作座標系（２３）の原点に対する傾斜方向に対応するセグメントの配向が、前記ステアリングホイール（１）の現在のステアリング角度に左右されないように構成されていることを特徴とする請求項２，１９及び２３に記載のステアリングホイール装置。
25. 前記制御電子装置（３）は、前記制御電子装置（３）が作動停止される前に前記ステアリング角度センサ（５）によって測定されたステアリング角度を記憶するように配設構成されていることを特徴とする請求項２から２４のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
26. 前記ステアリングホイール（１）は、延伸面に延在するとともに、スポーク（１２）によってステアリングホイール本体（１４）に接続されているステアリングホイールリング（１５）を有していることを特徴とする請求項１から２５のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
27. 前記ステアリングホイール（１）は、前記ステアリングホイールの前記リング（１５）の延伸面と前記ステアリングホイールの前記固定部材（２）との間に前記ステアリング軸の方向に取付けられている第１操作要素（１８，１９，２０，２１）を有することを特徴とする請求項２６に記載のステアリングホイール装置。
28. 前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）は接触領域（Ｂ）を有し、前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）に当該接触領域で触れることで、前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）を作動させることが可能であることを特徴とする請求項２７に記載のステアリングホイール装置。
29. 前記接触領域（Ｂ）は、前記ステアリングホイールの前記リング（１５）の延伸面に対して平行に延在する平面に設けられていることを特徴とする請求項２８に記載のステアリングホイール装置。
30. 前記接触領域（Ｂ）は、前記ステアリングホイールの前記リング（１５）とスポーク（１２）との間の前記平面に設けられていることを特徴とする請求項２９に記載のステアリングホイール装置。
31. 前記接触領域（Ｂ）は、前記ステアリングホイールの前記リング（１５）と前記ステアリングホイールの前記本体（１４）との間の前記平面に設けられていることを特徴とする請求項２９又は３０に記載のステアリングホイール装置。
32. 前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）は、スポークに移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２７から３１のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
33. 前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）は、前記ステアリングホイールの前記本体（１４）に移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２７から３１のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
34. 前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）は、前記接触領域（Ｂ）が前記ステアリング軸に対して平行な方向に移動可能であるように、前記ステアリングホイール（１）に取付けられていることを特徴とする請求項２８から３３のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
35. 前記ステアリングホイール（１）は、他の第１操作要素（１８，１９，２０，２１）を有し、前記他の第１操作要素（１８，１９，２０，２１）は、それぞれ他の接触領域（Ｂ）を有するとともに、前記他の接触領域（Ｂ）は、前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）の前記接触領域（Ｂ）が設けられている前記平面に配置されていることを特徴とする請求項２７から３４のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
36. 前記一方の第１操作要素（１８，１９，２０，２１）の前記接触領域（Ｂ）と前記他の第１操作要素（１８，１９，２０，２１）の前記他の接触領域（Ｂ）は、前記ステアリングホイール本体（１４）の周りに設けられ、前記接触領域（Ｂ）の少なくとも第１領域の大部分は、前記ステアリングホイール（１）の現在のステアリング角度に関係なく、運転手から見て前記ステアリングホイール（１）の右手側に配置され、また、前記接触領域（Ｂ）の少なくとも第２領域の大部分は、前記ステアリングホイール（１）の現在のステアリング角度に関係なく、運転手から見て前記ステアリングホイール（１）の左手側に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項２６及び請求項３５に記載のステアリングホイール装置。
37. 前記制御電子装置（３）は、前記ステアリング角度センサ（５）によって前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）及び前記他の第１操作要素（１８，１９，２０，２１）を制御するように配設構成され、前記少なくとも一つの第１接触領域の作動に基づいて、自動車の進行方向表示は、前記ステアリング角度に関係なく、左への進行方向の変更を表示し、また、前記少なくとも一つの第２接触領域の作動に基づいて、自動車の進行方向表示は、前記ステアリング角度に関係なく、右への進行方向の変更を表示するように構成されていることを特徴とする請求項２及び請求項３６に記載のステアリングホイール装置。
38. 前記第１操作要素（１８，１９，２０，２１）、及び／又は、前記他の第１操作要素（１８，１９，２０，２１）は、前記第１作動要素（７，８）群の一部であることを特徴とする請求項１、及び、請求項２７から３７のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
39. 前記ステアリングホイール（１）は、前記ステアリングホイール（１）の回転時に空間配向が変わらないように前記ステアリングホイールに取り付けられた第２操作要素を有することを特徴とする請求項１から３８のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
40. 前記第２操作要素は、空間配向が前記ステアリングホイール（１）の前記ステアリング角度に左右されないように前記ステアリングホイール（１）上に移動可能に取付けられた前記ステアリングホイール（１）の要素上に設けられていることを特徴とする請求項３９に記載のステアリングホイール装置。
41. 前記制御電子装置（３）は、ステアリング角度センサ（５）によって前記ステアリングホイール（１）の前記要素の配向を前記ステアリングホイール（１）の現在のステアリング角度に左右されないように制御するように配置構成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項、及び、請求項３９又は４０に記載のステアリングホイール装置。
42. 前記要素は、前記ステアリングホイール（１）の中央部に配置されていることを特徴とする請求項４０又は４１に記載のステアリングホイール装置。
43. 前記要素は、前記ステアリングホイール本体（１４）の一部、特に、前記ステアリングホイール本体（１４）に取付けられたエアバッグモジュールであることを特徴とする請求項３９から４２のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
44. 前記第２操作要素は、前記第１作動要素（７，８）群の一部であることを特徴とする請求項１、及び、請求項３９から４３のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。
45. 前記第１作動要素（７，８）及び前記少なくとも一つの第２作動要素（６，１０）は、自動車の車内又は車上に配置可能な機能要素である、方向指示器、警笛、ラジオ、走行制御装置、ワイパ、自動車用ライト等を作動させるように構成されていることを特徴とする請求項１から４４のいずれか１項に記載のステアリングホイール装置。

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