JP2021112946A - 車両用操縦装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ドライバが車両との一体感を感じることができる車両用操縦装置を提供する。【解決手段】ドライバが操作する操作部５０と、操作部５０の動きに応じて車両１０を旋回させると共に車両１０の高さを変化させる制御部３０と、を備える車両用操縦装置１００であって、制御部３０は、操作部５０の上下動に応じて車両１０の高さを変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、新たな機能を備えた車両用操縦装置に関する。
近年、車両の状態に応じて車両を自動制御し、車両の操縦安定性を図ることが提案されている。例えば、エアサスペンションユニットを用いた車両において、前後の車輪の荷重が変化した際にエアサスペンションユニットのばね定数を変化させて車高を一定に保ちロール剛性を高くして車両操縦安定性を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−４５２２５号公報
ところで、車両との一体感のあるドライビングを楽しみたいという要望がある。ところが、特許文献１に記載された従来技術では、ドライバの意図と関係なく車両を自動制御して操縦安定性を図るので、ドライバが車両との一体感を感じられない場合が多い。
そこで、本発明は、運転操作の際にドライバが車両との一体感を感じることができる車両用操縦装置を提供することを目的とする。
本発明の車両用操縦装置は、ドライバが操作する操作部と、前記操作部の動きに応じて車両を旋回させると共に前記車両の高さを変化させる制御部と、を備える車両用操縦装置であって、前記制御部は、前記操作部の上下動に応じて前記車両の高さを変化させること、を特徴とする。
これにより、ドライバの操作に基づいて車両の高さを変化させることができ、運転操作の際にドライバが車両との一体感を感じることができる。
本発明の車両用操縦装置において、前記車両は、前後左右の四輪をそれぞれ懸架するサスペンションユニットを備え、各サスペンションユニットは、それぞれ独立して高さを変更可能であり、前記制御部は、前記操作部の動きに応じて前記車両の左右のサスペンションユニットの高さ、又は、前記車両の前後のサスペンションユニットの高さを変化させて、前記車両のロール角、或いは、前記車両のピッチ角を変化させてもよい。
このように、ドライバの操作に基づいて、車両のロール状態、又は、ピッチ状態を変化させることができるので、運転操作の際にドライバがより車両との一体感を感じることができる。
本発明の車両用操縦装置において、前記操作部は、車両前後方向に傾くように回動すると共に中心軸の周りに捩じり方向に回動可能なシャフトと、前記シャフトの上端に上下方向に移動可能に取付けられた把持部と、前記シャフトの車両前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサと、前記シャフトの捩じり角度を検出する捩じり角センサと、前記把持部の前記シャフトに対する上下方向位置を検出する位置センサと、を含み、前記制御部は、前記傾斜角センサから入力される信号に応じて前記車両を加速又は減速させ、前記捩じり角センサから入力される信号に応じて前記車両を旋回させ、前記位置センサから入力される信号に応じて前記車両の高さを変化させてもよい。
また、本発明の車両用操縦装置において、前記制御部は、前記捩じり角センサからの信号と前記位置センサからの前記把持部が上方向に移動する信号とが同時に入力された場合に、前記車両を左右に旋回させると共に旋回の外側に位置する前後のサスペンションユニットの高さを高くし、前記捩じり角センサからの信号と前記位置センサからの前記把持部が下方向に移動する信号とが同時に入力された場合に、前記車両を左右に旋回させると共に旋回の内側に位置する前後のサスペンションユニットの高さを低くしてもよい。
また、本発明の車両用制御装置において、前記制御部は、前記傾斜角センサからの信号と前記位置センサからの前記把持部が上方向に移動する信号とが同時に入力された場合に、前記車両を加速又は減速させると共に前記車両の前方又は後方のサスペンションユニットの高さを高くし、前記傾斜角センサからの信号と前記位置センサからの前記把持部が下方向に移動する信号とが同時に入力された場合に、前記車両を加速又は減速させると共に前記車両の前方又は後方のサスペンションユニットの高さを低くしてもよい。
これにより、ドライバによる把持部の操作と車両の動作とがマッチングするので、運転操作の際にドライバが車両との一体感を感じることができる。
本発明は、運転操作の際にドライバが車両との一体感を感じることができる車両用操縦装置を提供することができる。
実施形態の車両用操縦装置が取付けられた車両を示す平面図である。 実施形態の車両用操縦装置の操作部が取付けられた車両の側方模式図である。 実施形態の車両用操縦装置の操作部の斜視図である。 他の実施形態の車両用操縦装置の操作部の斜視図である。
以下、図面を参照しながら実施形態の車両用操縦装置１００について説明する。なお、各図に示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、車両１０の前方向（進行方向）、上方向、右方向をそれぞれ示している。また、各矢印ＦＲ、ＵＰ、ＲＨの反対方向は、車両後方向、下方向、左方向を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。
最初に図１を参照しながら車両用操縦装置１００が取付けられた車両１０について説明する。図１に示すように車両１０は、左右の前輪１１，１２と、左右の後輪１３，１４と、左右の前輪１１，１２を駆動する前輪用モータ１５と、左右の後輪１３，１４を駆動する後輪用モータ１７と、を備えている。左右の前輪１１，１２と前輪用モータ１５とは前駆動軸１６で接続されており、左右の後輪１３，１４と後輪用モータ１７とは後駆動軸１８で接続されている。前輪１１，１２は操舵輪であり、リンク機構２８を介して電動式パワーステアリングユニット２７が接続されている。電動式パワーステアリングユニット２７は、内部にモータ等の駆動装置を備え、リンク機構２８を駆動して前輪１１，１２を操舵する。また、前輪１１，１２、後輪１３，１４にはそれぞれブレーキユニット２３，２４，２５，２６が取付けられている。
前輪１１，１２、後輪１３，１４は、それぞれ空気式のサスペンションユニット１９，２０，２１，２２を介して車両１０の図示しないボデーに接続されている。前後左右の各サスペンションユニット１９〜２２は、空気シリンダを備える空気ばねとショックアブソーバとを組み合わせたもので、空気シリンダに空気を出し入れすることにより車両の高さを変化させることができる。
操作部５０は、シャフト５１と、シャフト５１の上端に取付けられたＵ字形の把持部５２とで構成されている。図２に示すように、操作部５０は、車両１０のインパネ４１から車室内に突出するように取り付けられている。操作部５０のシャフト５１は、図２の矢印９１Ｆ，９１Ｒに示すように、車両前後方向に傾くように回動すると共に、図３の矢印９４に示すように、中心軸５９の周りに回動可能となるように車両１０のボデーに取付けられている。また、操作部５０の把持部５２は、図２の矢印９２Ｕ，９２Ｄ、図３の矢印９５Ｕ，９５Ｄに示すように、シャフト５１の上端にシャフト５１に対して上下方向に移動可能に取付けられている。
図１に示すように、シャフト５１には、把持部５２のシャフト５１に対する上下方向位置を検出する位置センサ５３と、シャフト５１の捩じり角度を検出する捩じり角センサ５４と、シャフト５１の車両前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサ５５とが取付けられている。図２に示すように、運転席４２に座ったドライバ６０は、手で操作部５０の把持部５２をつかんで操作することにより、車両１０を駆動、停止、旋回させると共に、車両１０の車高を変化させることができる。
図１に示すように、制御部３０は、内部に情報処理を行うプロセッサであるＣＰＵ３１と、プログラムや制御データを格納するメモリ３２とを含むコンピュータで構成されている。制御部３０には位置センサ５３からの信号と、捩じり角センサ５４からの信号と、傾斜角センサ５５からの信号とが入力される。また、前輪用モータ１５と、後輪用モータ１７と、各サスペンションユニット１９〜２２と、各ブレーキユニット２３〜２６と、電動式パワーステアリングユニット２７とはそれぞれ制御部３０に接続されており、制御部３０の指令によって動作する。操作部５０と、制御部３０とは、車両用操縦装置１００を構成する。
図２の矢印９１Ｆに示すように、ドライバ６０が操作部５０のシャフト５１を車両１０の前方向に倒すと、図１に示すシャフト５１に取付けられている傾斜角センサ５５がシャフト５１の車両前後方向の傾斜角度を検出して制御部３０に出力する。制御部３０は、傾斜角センサ５５から入力される信号に基づいて、車両１０の前輪用モータ１５、後輪用モータ１７により車両１０を加速或いは発進させたり、減速或いは停止したりする。例えば、制御部３０は、傾斜角センサ５５からシャフト５１が車両前方に向かって傾けられた信号が入力された場合に、車両１０の前輪用モータ１５、後輪用モータ１７の出力を増加させて車両１０を加速するようにしてもよい。また、制御部３０は、傾斜角センサ５５からシャフト５１が車両後方に向かって傾けられた信号が入力された場合に、前輪用モータ１５、後輪用モータ１７の出力を低下させたり、各ブレーキユニット２３〜２６を動作させたりして車両１０を減速させたり、停止させたりしてもよい。
また、図２の矢印９２Ｕ、図３の矢印９５Ｕに示すように、ドライバ６０が操作部５０の把持部５２を上方向に動かすと図１に示すシャフト５１に取付けられている位置センサ５３が把持部５２のシャフト５１に対する上下方向位置を検出して制御部３０に出力する。制御部３０は、位置センサ５３から入力される信号に基づいて、４つのサスペンションユニット１９〜２２の高さを変化させて車両１０のロール角、或いはピッチ角を変化させる。
また、図３の矢印９３，９４に示すように、ドライバ６０がシャフト５１を中心軸５９の周りに捩じるように把持部５２を回動させると、図１に示すシャフト５１に取付けられている捩じり角センサ５４がシャフト５１の捩じり角度を検出して制御部３０に出力する。制御部３０は、捩じり角センサ５４から入力される信号に基づいて、電動式パワーステアリングユニット２７を動作させて、左右の前輪１１，１２を操舵して車両１０を左右に旋回させる。
このように、ドライバ６０は、把持部５２によりシャフト５１を車両１０の前後方向に傾けることで車両１０を加速又は減速させ、把持部５２によりシャフト５１を捩じり方向に回動させることで車両１０を左右に旋回させ、把持部５２を上下動させることにより、車両１０のロール角、或いはピッチ角を変化させることができる。ドライバ６０は、３つの操作方向を組み合わせて把持部５２を操作することにより、車両１０を様々に制御することができる。
例えば、ドライバ６０が、把持部５２を図３に破線で示すように車両１０の上方向から見て反時計回りの方向に操作すると、制御部３０は、車両１０を左方向に旋回させる。同時に、ドライバ６０が把持部５２を図３に示す矢印９５Ｕに示すように上方向に移動させると、制御部３０は右側の前輪１２と後輪１４を支持しているサスペンションユニット２０，２２の空気シリンダに空気を注入してサスペンションユニット２０，２２の高さを高くし、旋回の外側となる車両１０の右側の高さを高くする。これにより、制御部３０は、左旋回の際に車両１０が左方向に傾斜するように車両１０のロール角を制御する。逆に、ドライバ６０が把持部５２を車両１０の上方向から見て時計回りの方向に操作すると同時に上方向に移動させると、制御部３０は、車両１０を右方向に旋回させると共に、旋回の外側となる車両１０の左側のサスペンションユニット１９，２１の高さを高くして、右旋回の際に車両１０が右方向に傾斜するように車両１０のロール角を制御する。
また、ドライバ６０が把持部５２を車両１０の上方向から見て反時計周りに操作すると同時に図３の矢印９５Ｄのように下方向に移動させると、制御部３０は、車両１０を左に旋回させると共に、旋回の内側となる車両１０の左側のサスペンションユニット１９，２１の高さを低くして、左旋回の際に車両１０が左方向に傾斜するように車両１０のロール角を制御する。また、ドライバ６０が把持部５２を車両１０の上方向から見て時計周りに操作すると同時に下方向に移動させると、制御部３０は、車両１０を右に旋回させると共に、旋回の内側となる車両１０の右側のサスペンションユニット２０，２２の高さを低くして、右旋回の際に車両１０が右方向に傾斜するように車両１０のロール角を制御する。
また、ドライバ６０が把持部５２を図２の矢印９１Ｆに示すように車両１０の前方に向かって傾けると同時に図２の矢印９２Ｕに示すように上方向に移動させると、制御部３０は、車両１０を加速させるとともに、車両１０の前輪１１，１２を支持しているサスペンションユニット１９，２０の空気シリンダに空気を注入してサスペンションユニット１９，２０の高さを高くして、車両１０の前方が少し持ち上がるように車両１０のピッチ角を制御する。逆に、ドライバ６０が把持部５２を車両１０の前方に向かって傾けると同時に図２の矢印９２Ｄに示すように下方向に移動させると、制御部３０は、車両１０を加速させるとともに、車両１０の前輪１１，１２を支持しているサスペンションユニット１９，２０の空気シリンダから空気を排出してサスペンションユニット１９，２０の高さを低くして、車両１０の前方が少し沈み込むように車両１０のピッチ角を制御する。
更に、ドライバ６０が把持部５２を図２の矢印９１Ｒに示すように車両１０の後方に向かって傾けると同時に図２の矢印９２Ｄに示すように下方向に移動させると、制御部３０は、車両１０を減速させるとともに、車両１０の後輪１３，１４を支持しているサスペンションユニット２１，２２の高さを低くして、車両１０の前方が沈み込むことを抑制するように車両１０のピッチ角を制御する。逆に、ドライバ６０が把持部５２を車両１０の後方に向かって傾けると同時に矢印９２Ｕに示すように上方向に移動させると、制御部３０は、車両１０を減速させるとともに、車両１０の後輪１３，１４を支持しているサスペンションユニット２１，２２の高さを高くして、車両１０の前方が沈み込むように車両１０のピッチ角を制御する。
以上、説明したように、実施形態の車両用操縦装置１００は、ドライバ６０による把持部５２の操作のみにより、車両１０を加速、減速、旋回させると共に、車両１０のロール角、ピッチ角を自在に変化させることができるので、運転操作の際にドライバ６０が車両１０との一体感を感じることができる。
なお、以上の説明では、車両１０は、空気式のサスペンションユニット１９〜２２を備え、空気シリンダに空気を出し入れすることで高さを変化させることとして説明したが、これに限らず、コイルスプリングとショックアブソーバとで構成されるサスペンション装置に油圧シリンダを組み合わせて高さを調節可能にしたサスペンションユニットを用いてもよい。
以上説明した実施形態の車両用操縦装置１００の操作部５０は、把持部５２がＵ字型として説明したが、これに限らず、例えば、図４に示すように、回転式のハンドル７２とシャフト７１とで構成した操作部７０のように構成してもよい。ドライバ６０がこの操作部７０のハンドル７２をシャフト７１が車両前後方向に傾くように操作すると、制御部３０は、車両１０を加速、減速させる。また、ドライバ６０がハンドル７２を図４に示す矢印９８に示すように、上下方向に移動させると制御部３０は、各サスペンションユニット１９〜２２を動作させて車両１０のロール角、ピッチ角を変化させる。更に、ドライバ６０がハンドル７２を図４の矢印９７に示すように回転させると、制御部３０は車両１０を左右に旋回させることができる。
図４に示す操作部７０を用いて車両用操縦装置１００を構成した場合も、操作部５０を用いて車両用操縦装置１００を構成した場合と同様の効果を奏する。
１０ 車両、１１，１２ 前輪、１３，１４ 後輪、１５ 前輪用モータ、１６ 前駆動軸、１７ 後輪用モータ、１８ 後駆動軸、１９〜２２ サスペンションユニット、２３〜２６ ブレーキユニット、２７ 電動式パワーステアリングユニット、２８ リンク機構、３０ 制御部、３１ ＣＰＵ、３２ メモリ、４１ インパネ、４２ 運転席、５０，７０ 操作部、５１，７１ シャフト、５２ 把持部、５３ 位置センサ、５４ 捩じり角センサ、５５ 傾斜角センサ、５９ 中心軸、６０ ドライバ、７２ ハンドル、１００ 車両用操縦装置。

Claims (5)

  1. ドライバが操作する操作部と、
    前記操作部の動きに応じて車両を旋回させると共に前記車両の高さを変化させる制御部と、を備える車両用操縦装置であって、
    前記制御部は、前記操作部の上下動に応じて前記車両の高さを変化させること、
    を特徴とする車両用操縦装置。
  2. 請求項１に記載の車両用操縦装置であって、
    前記車両は、前後左右の四輪をそれぞれ懸架するサスペンションユニットを備え、
    各サスペンションユニットは、それぞれ独立して高さを変更可能であり、
    前記制御部は、前記操作部の動きに応じて前記車両の左右のサスペンションユニットの高さ、又は、前記車両の前後のサスペンションユニットの高さを変化させて、前記車両のロール角、或いは、前記車両のピッチ角を変化させること、
    を特徴とする車両用操縦装置。
  3. 請求項２に記載の車両用操縦装置であって、
    前記操作部は、
    車両前後方向に傾くように回動すると共に中心軸の周りに捩じり方向に回動可能なシャフトと、
    前記シャフトの上端に上下方向に移動可能に取付けられた把持部と、
    前記シャフトの車両前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサと、
    前記シャフトの捩じり角度を検出する捩じり角センサと、
    前記把持部の前記シャフトに対する上下方向位置を検出する位置センサと、を含み、
    前記制御部は、前記傾斜角センサから入力される信号に応じて前記車両を加速又は減速させ、前記捩じり角センサから入力される信号に応じて前記車両を旋回させ、前記位置センサから入力される信号に応じて前記車両の高さを変化させること、
    を特徴とする車両用操縦装置。
  4. 請求項３に記載の車両用操縦装置であって、
    前記制御部は、前記捩じり角センサからの信号と前記位置センサからの前記把持部が上方向に移動する信号とが同時に入力された場合に、前記車両を左右に旋回させると共に旋回の外側に位置する前後のサスペンションユニットの高さを高くし、
    前記捩じり角センサからの信号と前記位置センサからの前記把持部が下方向に移動する信号とが同時に入力された場合に、前記車両を左右に旋回させると共に旋回の内側に位置する前後のサスペンションユニットの高さを低くすること、
    を特徴とする車両用操縦装置。
  5. 請求項３又は４に記載の車両用操縦装置であって、
    前記制御部は、前記傾斜角センサからの信号と前記位置センサからの前記把持部が上方向に移動する信号とが同時に入力された場合に、前記車両を加速又は減速させると共に前記車両の前方又は後方のサスペンションユニットの高さを高くし、
    前記傾斜角センサからの信号と前記位置センサからの前記把持部が下方向に移動する信号とが同時に入力された場合に、前記車両を加速又は減速させると共に前記車両の前方又は後方のサスペンションユニットの高さを低くすること、
    を特徴とする車両用操縦装置。
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