JP2024514985A - ステアリングホイール機構を有する車両 - Google Patents

Abstract

本発明は、制御ユニット（８）と、ステアリングコラム（９）に配置され、制御ユニット（８）と接続され、ステアリング位置（Ｌ）から安全位置（Ｓ）へと位置決め可能なステアリングホイール（４）と、を含むステアリングホイール機構を有する車両（１）に関する。本発明によると、ステアリングホイール機構は、ステアリングコラム（９）に配置されたステアリングホイール（４）をステアリング位置（Ｌ）から安全位置（Ｓ）へと少なくとも位置決めするために制御ユニット（８）と接続された調節ユニット（７）を含み、ステアリングホイール機構は、ステアリング位置（Ｌ）から安全位置（Ｓ）へと位置決めされるときに振動するように構成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、制御ユニットと、ステアリングコラムに配置され、制御ユニットと接続され、ステアリング位置から安全位置へと位置決め可能なステアリングホイールと、を含むステアリングホイール機構を有する車両に関する。

ドイツ特許出願公開第１９８６０８０４（Ａ１）号明細書より、ダッシュボードとステアリングホイールとを有する自動車での運転席エアバッグの配置が公知である。少なくとも１つの折り畳まれた運転席エアバッグがダッシュボードに組み付けられ、この運転席エアバッグは、ガス発生器によって充填可能であり、ダッシュボードのエアバッグ出口開口部を通じて運転者の前で展開可能である。

ドイツ特許出願公開第１９８６０８０４(Ａ１)号

本発明の目的は、ステアリングホイール機構を有する車両を提供することにある。

この目的は、本発明に基づき、請求項１に示されている特徴を有する車両によって解決される。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

車両は、制御ユニットと、ステアリングコラムに配置され、制御ユニットと接続され、ステアリング位置から安全位置へと位置決め可能なステアリングホイールと、を含むステアリングホイール機構を有する。本発明によると、ステアリングホイール機構は、ステアリングコラムに配置されたステアリングホイールをステアリング位置から安全位置へと少なくとも位置決めするために制御ユニットと接続された調節ユニットを含む。更に、ステアリングホイール機構は、ステアリング位置から安全位置へと位置決めされるときに振動するように構成されている。

ステアリングホイールがステアリング位置から安全位置へと位置決めされるときに、ステアリングホイール機構、特にステアリングホイールの振動によって、車両ユーザ、特に車両の運転者は、ステアリングホイールから手を離すように注意喚起される。それにより、車両ユーザがステアリングホイールを手でしっかり握っている場合にステアリングホイールが安全位置へと位置決めされたとき、車両ユーザがインストルメントパネルの方向へと引っ張られることをほぼ回避することができる。

１つの実施形態では、制御ユニットは、自動走行運転が作動しているとき、及び／又は運転席エアバッグが作動する直前に、ステアリング位置から安全位置へとステアリングホイールを位置決めするために調節ユニットを作動させるように構成されている。

自動走行運転の作動によりステアリングホイールが安全位置へと位置決めされると、ステアリングホイールが車室に突き出すことがなくなるため、車両ユーザにとって一層広い動作の自由空間が創出される。

目前に迫った車両の衝突によりステアリングホイールが安全位置へと位置決めされると、車両ユーザに割り当てられた運転席エアバッグが、実質的に妨げられることなく展開して作動位置をとる。それにより、車両ユーザに対して運転席エアバッグの保護作用を最適化することができる。

ステアリングホイールが振動することで、事故の場合、又は事故発生の直前に、車両ユーザがステアリングホイールから手を離すことを保証することができる。これは、車両ユーザによる把持が、ステアリングホイールをステアリング位置に保つのに十分ではないからである。たとえば、振動は脈動するように行うことができる。

調節ユニットは、１つの実施形態では、電気モータとリンクされた引張部材を含み、それにより調節ユニットが可逆的に構成される。したがって、調節ユニットの機能を損なうことなく、ステアリングホイールを安全位置へ、またステアリング位置へ、何度も位置決めすることができる。

代替的又は追加的な実施形態では、調節ユニットは、火工式ガス発生器とリンクされた引張部材を含む。火工式ガス発生器が作動すると、引張部材、特にロープの形態の引張部材に対して引張力が作用することで、ステアリングホイールをステアリング位置から安全位置へと位置決め可能である。たとえば、この実施形態が選択されるのは、車両の衝突が目前に迫っていると判断され、運転席エアバッグの作動前に最短の時間内でステアリングホイールを安全位置へと位置決めすることが必要な場合である。それにより、運転席エアバッグの展開がほぼ確実に妨げられなくなる。

ステアリングホイール機構の１つの発展形態では、バッフル、及び／又は外套管に対するステアリングコラムの機械的な案内部が、ステアリング位置から安全位置へとステアリングホイールが位置決めされるときに、ステアリングホイール機構、特にステアリングホイールの振動を生成するように構成されていることが意図される。したがって、振動の生成のために別個の機能要素を配置する必要がない。更に、制御信号の伝達と機能要素への電気エネルギーの供給との両方のためにそれぞれケーブルを敷設する必要がない。

特に、考えられる１つの発展形態では、振動を生成するためのバッフル部材がステアリングコラム及び／又は外套管に配置及び／又は成形されている。バッフル部材はステアリングコラムと外套管との間の噛合部として構成されてよく、それにより、ステアリングホイールが安全位置へと位置決めされるとき、ステアリングコラムがその噛合部により外套管の噛合部に沿って案内されることで、ステアリングホイールが振動する。

代替的又は追加的に、別の実施形態では、ステアリングホイール及び／又はステアリングコラムとリンクされた振動モータが、ステアリング位置から安全位置へとステアリングホイールが位置決めされるときにステアリングホイール機構、特にステアリングホイールの振動を生成するように構成されている。したがって、たとえば車両が車線逸脱警報アシストを装備している場合には既存の振動モータを利用することが可能であり、ステアリングホイールがステアリング位置から安全位置へと位置決めされるときに上記の振動モータによりステアリングホイールを振動させることで、車両ユーザがステアリングホイールから手を離す。

別の実施形態において、運転席エアバッグの作動直前にステアリングホイールを安全位置へと位置決め可能にするために、制御ユニットは、衝突センサとリンクされている。衝突センサによって車両の衝突が目前に迫っていると判断されたときに、ステアリングホイールを安全位置へと位置決めするとともにステアリングホイールが位置決め時に振動するように、衝突センサが即座に相応の信号を制御ユニットに伝送する。

代替的又は追加的な実施形態では、制御ユニットは、自動走行運転のためのアシストシステムとリンクされ、それにより制御ユニットはアシストシステムが作動するときに制御信号を生成し、ステアリングホイールをステアリング位置から安全位置へと位置決めするために調節ユニットが相応に制御される。

以下に、本発明の例示的な実施形態を、図を用いて詳しく説明する。

車両シート上に車両ユーザがいる車両の部分的な模式図である。 車両のステアリングホイールを握っている車両ユーザがいる車両の一部を拡大した模式図である。 調整装置を有するステアリングホイール機構の模式図である。 火工式ガス発生器とステアリング位置のステアリングホイールとを有するステアリングホイール機構を模式的に示す断面図である。 火工式ガス発生器が作動したときのステアリングホイール機構を模式的に示す断面図である。 振動しているステアリングホイールが安全位置へと位置決めされるときのステアリングホイール機構を模式的に示す断面図である。 振動しているステアリングホイールが安全位置をとったときのステアリングホイール機構を模式的に示す断面図である。 ステアリングホイールがステアリング位置にあるステアリングホイール機構の第１の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 振動しているステアリングホイールが安全位置へと位置決めされるときのステアリングホイール機構の第１の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 振動しているステアリングホイールが安全位置をとるときのステアリングホイール機構の第１の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 ステアリングホイールがステアリング位置にあるステアリングホイール機構の第２の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 振動しているステアリングホイールが安全位置へと位置決めされるときのステアリングホイール機構の第２の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 振動しているステアリングホイールが安全位置をとるときのステアリングホイール機構の第２の別の実施形態を模式的に示す断面図である。

互いに対応する部分は、すべての図において同じ符号が付けられている。

図１は、車両ユーザ２が車両シート３上にいる車両１の一部を示している。図２には、車両ユーザ２が車両シート３上にいる車両１の拡大された一部が示されている。車両１は手動走行運転の状態にあり、車両ユーザ２は操舵動作を行うために車両１のステアリングホイール４を手で握っている。

一般に、車両ユーザ２に割り当てられた、図１及び２に大幅に簡略化して示す運転席エアバッグ５は、ステアリングホイール４、特にステアリングホイールキャップに組み込まれることが知られている。したがって、運転席エアバッグ５はステアリングホイール４の中心から展開し、運転席エアバッグ５のダイナミックな展開により、詳しくは図示しないエアバッグカバーが破れて開き、同じく詳しくは図示しないハウジングのエアバッグ出口開口部が解放される。運転席エアバッグ５は、このエアバッグ出口開口部から外に展開して、その作動位置をとる。このとき、運転席エアバッグ５は、拘束力を生成するために、通常、少なくとも部分的にステアリングホイールリム４．１に支持される。

代替的に、運転席エアバッグ５は、車両１のインストルメントパネル６に組み込まれていてもよく、そこから運転席エアバッグ５が外に展開される。このとき運転席エアバッグ５は、ステアリングホイール４を超えて展開する。図１及び２に示す例示的な実施形態では、運転席エアバッグ５がインストルメントパネル６に組み込まれている。

更に代替的に、運転席エアバッグ５は、インストルメントパネル６の下面、及び／又は周辺部、たとえばルーフ領域、及び／又は車両１の内装トリム内に配置されていてもよい。

運転席エアバッグ５を含むこのようなエアバッグシステムは、一般に、車両１の衝突時に、手動走行運転のための姿勢をしている車両ユーザ２が、作動位置にある運転席エアバッグ５で最大限に保護されるように配置される。

更に、車両１が、車両１の自動走行運転のためのアシストシステムを装備することが一般に知られている。このとき、車両ユーザ２は、走行の役割を実質的に全面的に車両１、すなわちアシストシステムに委ねるため、車両ユーザ２は、別の着席位置をとることができ、別の活動に従事することができる。

車両ユーザ２が、異なる座席位置、たとえば図示しない助手席の方向にいると、たとえば車両ユーザ２と運転席エアバッグ５との間隔が広すぎるために、衝突時に作動位置にある運転席エアバッグ５が車両ユーザ２に対して限定的にしか負傷を防止できないというリスクが生じる。

以下、調節ユニット７と制御ユニット８とを含み、車両１の自動走行運転が作動したとき、及び／又は運転席エアバッグ５が作動する直前に、図３～５，８及び１１に示すステアリング位置Ｌから、図７，１０及び１３に示す安全位置Ｓへとステアリングホイール４を位置決めするように構成されているステアリングホイール機構のさまざまな実施形態について説明する。これに加えて、ステアリングホイール機構は、ステアリング位置Ｌから安全位置Ｓへとステアリングホイール４が位置決めされるときに振動するように構成されている。

ステアリング位置Ｌにおいて、ステアリングホイール４は、車両ユーザ２を基準に位置決めされ、車両ユーザ２が操舵動作を行うためにステアリングホイール４を比較的楽に握ることができるようになっている。

安全位置Ｓにおいて、ステアリングホイール４は、インストルメントパネル６の比較的近傍、又はインストルメントパネル６の中に配置されるように位置決めされる。それにより、インストルメントパネル６に組み込まれた運転席エアバッグ５がステアリングホイール４を超えて展開することができ、展開する運転席エアバッグ５にとってステアリングホイール４が障害物にならない。

図３は、ステアリングホイール４と、ステアリングホイール４に取り付けられたステアリングコラム９と、ステアリングコラム９が部分的に内部に延びる外套管１０と、調整装置１１とを有するステアリング機構を示している。調整装置１１により、ステアリングコラム９及び外套管１０の延在方向へのステアリングホイール４の調節が可能であるとともに、車両ユーザ２に対するステアリングホイール４の角度の調節が可能である。

図４～７は、ステアリング位置Ｌから安全位置Ｓへとステアリングホイール４を位置決めするための調節ユニット７を有するステアリングホイール機構の一実施形態を示している。

この実施形態では、調節ユニット７は、火工式ガス発生器１２と、ロープの形態の引張部材１３とを含んでいる。引張部材１３の一端はステアリングコラム９と結合され、これと反対側の端部はガス発生器１２と結合されている。

特に車両１の衝突センサで検出された信号を用いて、予測される衝突重大度の所定閾値を上回る衝突が車両１の目前に迫っていると判断されると、調節ユニット７とリンクされた制御ユニット８に相応の信号が伝送される。

これを受けて生成される制御ユニット８の信号により、運転席エアバッグ５の作動直前に調節ユニット７が作動化し、それによりステアリングコラム９がステアリングホイール４とともに引き込まれる。

図４～７に示す例示的な実施形態では、調節ユニット７が不可逆的に構成されている。

ガス発生器１２が制御ユニット８の信号に基づいて着火され、それによって引張力が引張部材１３に作用して、ステアリングホイール４が安全位置Ｓをとる。すなわち、ステアリングホイール４が車両ユーザ２から離れるように加速させられる。

安全位置Ｓへのステアリングホイール４の位置決め時にステアリング機構の振動を生成するために、ステアリングコラム９は、環状に形成された案内部材９．１を有している。外套管１０の内面には、外套管１０の中空部に突出するバッフル部材１０．１が構成されている。

引張部材１３に作用する引張力によりステアリングコラム９が外套管１０に引き込まれると、案内部材９．１がバッフル部材１０．１に沿って摺動する。それにより、ステアリングコラム９は、ステアリング位置Ｌから安全位置Ｓへと位置決めされるとき、これに取り付けられているステアリングホイール４とともに振動する。図６及び７には、引き込まれる最中の振動が破線によって示されている。

ガス発生器１２に加えて又は代えて、ステアリング位置Ｌから安全位置Ｓへとステアリングホイール４を可逆的に位置決めするための電気モータが設けられていてもよい。電気モータは特にリニアモータとして構成され、引張部材１３の反対側の端部が電気モータと結合される。電気モータは、作動すると、ステアリングコラム９を外套管１０の中に引き込むために、引張部材１３に作用する引張力を生成する。

図８～１０は、ステアリングホイール機構の第１の別の実施形態を示しており、ステアリングホイール４を含むステアリングコラム９の位置決めは、同じくガス発生器１２と引張部材１３とによって行われる。

第１の別の実施形態では、ステアリングホイール４の振動を生成する振動モータ１４、特に電気モータ式の偏心器１４．１が設けられている。そのために、振動モータ１４、特にその偏心器１４．１は、ステアリングコラム９とリンクされている。制御ユニット８の信号により振動モータ１４が作動させられると、偏心器１４．１が回転することで、ステアリングコラム９とこれに配置されたステアリングホイール４とが振動する。特にステアリングコラム９は、そのように構成された偏心器１４．１によって上下に動き、その結果として振動が生じる。ここでも、ステアリングコラム９とステアリングホイール４との振動が破線で示されている。このような振動モータ１４は、たとえば車両１の車線逸脱警報システムの構成要素であってよく、ステアリング位置Ｌから安全位置Ｓへと位置決めされるときのステアリングホイール４の振動のために利用することができる。

たとえば振動モータ１４は、ステアリングホイール４の位置決めが行われる前に、触覚的な警告を生成するために作動させられ得る。

ステアリングホイール機構の第２の別の実施形態が、図１１～１３に示されている。

ステアリングホイール機構の第２の別の実施形態では、制御ユニット８と信号技術で結合されたガス発生器１２’が外套管１０に組み込まれている。

ステアリングコラム９の自由端にシール部材１５が配置されることで、外套管１０がステアリングコラム９の領域で圧力室として構成されている。この圧力室の内部に、ガス発生器１２’が配置されている。

ガス発生器１２’に制御ユニット８の信号が供給されると、ガス発生器１２’が着火され、それによってガスが放出されて圧力室内の圧力が高まる。シール部材１５及びこれに伴ってステアリングコラム９に対して作用する圧力が上昇することで、ステアリングコラム９は、ステアリングホイール４とともにステアリング位置Ｌから安全位置Ｓへと位置決めされる。

ステアリングホイール４の位置決め時に振動を生成するために、第２の別の実施形態では、互いに係合する噛合部が設けられている。そのために、ステアリングコラム９の所定の領域と、外套管１０の内面の所定の領域とに、ステアリング位置Ｌで互いに係合する歯部材１６が配置又は成形されている。

ステアリングコラム９がステアリングホイール４とともに引き込まれると、ステアリングコラム９の歯部材１６が外套管１０の歯部材１６に沿って摺動することで、破線で示すようにステアリングコラム９とステアリングホイール４とが振動する。

代替的な実施形態では、バッフル部材１０．１が成形された螺旋状及び／又は鋸刃状の案内部が設けられていてもよい。

上で説明したとおり、ステアリング位置Ｌから安全位置Ｓへのステアリングホイール４の位置決めは、火工式ガス発生器１２，１２’によって行うことができるだけでなく、電気モータ、電磁式、空気圧式、及び／又は油圧式で行うことができる。

位置決めのために必要なガス圧を、調節ユニット７の構成要素としてのバイパスを介してエアバッグ、たとえば膝エアバッグから提供することも考えられる。

Claims (9)

1. 制御ユニット（８）と、ステアリングコラム（９）に配置され、前記制御ユニット（８）と接続され、ステアリング位置（Ｌ）から安全位置（Ｓ）へと位置決め可能なステアリングホイール（４）と、を含むステアリングホイール機構を有する車両（１）において、
   前記ステアリングホイール機構は、前記ステアリングコラム（９）に配置された前記ステアリングホイール（４）を前記ステアリング位置（Ｌ）から前記安全位置（Ｓ）へと少なくとも位置決めするために前記制御ユニット（８）と接続された調節ユニット（７）を含み、前記ステアリングホイール機構は、前記ステアリング位置（Ｌ）から前記安全位置（Ｓ）へと位置決めされるときに振動するように構成されている
   ことを特徴とする、ステアリングホイール機構を有する車両（１）。
2. 前記制御ユニット（８）は、自動走行運転が作動するとき、及び／又は運転席エアバッグ（５）が作動する直前に、前記ステアリング位置（Ｌ）から前記安全位置（Ｓ）へと前記ステアリングホイール（４）を位置決めするために前記調節ユニット（７）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に記載のステアリングホイール機構を有する車両（１）。
3. 前記調節ユニット（７）は、電気モータとリンクされた引張部材（１３）を含む
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のステアリングホイール機構を有する車両（１）。
4. 前記調節ユニット（７）は、火工式ガス発生器（１２，１２’）とリンクされた引張部材（１３）を含む
   ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のステアリングホイール機構を有する車両（１）。
5. バッフル、及び／又は外套管（１０）に対する前記ステアリングコラム（９）の機械的な案内部が、前記ステアリング位置（Ｌ）から前記安全位置（Ｓ）へと前記ステアリングホイール（４）が位置決めされるときに前記ステアリングホイール（４）の前記振動を生成するように構成されている
   ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のステアリングホイール機構を有する車両（１）。
6. 前記振動を生成するためのバッフル部材（１０．１）が前記ステアリングコラム（９）及び／又は前記外套管（１０）に配置及び／又は成形されている
   ことを特徴とする、請求項５に記載のステアリングホイール機構を有する車両（１）。
7. 前記ステアリングホイール（４）及び／又は前記ステアリングコラム（９）とリンクされた振動モータ（１４）が、前記ステアリング位置（Ｌ）から前記安全位置（Ｓ）へと前記ステアリングホイール（４）が位置決めされるときに前記ステアリングホイール（４）の前記振動を生成するように構成されている
   ことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のステアリングホイール機構を有する車両（１）。
8. 前記制御ユニット（８）は、衝突センサとリンクされている
   ことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載のステアリングホイール機構を有する車両（１）。
9. 前記制御ユニット（８）は、前記自動走行運転のためのアシストシステムとリンクされている
   ことを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載のステアリングホイール機構を有する車両（１）。
   

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