JP4075427B2 - ステアリング通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイールのホイールパッドに設けられたスイッチを操作することにより、当該ステアリングホイールの回動部分に設けられた送信手段からインストルメントパネルの所定位置に設けられた受信手段へ向けて光信号を送信するステアリング通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、運転中のスイッチ操作を容易にするため、ステアリングホイールのホイールパッドに複数のスイッチを設定し、ステアリングホイールから手を放さなくても指でスイッチ操作ができるようにしたシステムがある。この場合、機械的な構成で、回転するステアリングホイールから非回転部分である車体側のコントローラにスイッチの信号を安定的に伝送しようとすれば、スリップリングやロールコネクタが必要となる。しかし、スイッチの数が増えると、構造が複雑化・大型化するため、無線通信化することが検討されている。
【０００３】
特開平１０−２９５４０号公報には、この種の技術が開示されている。簡単に説明すると、この公報に開示された技術では、ステアリングホイールのホイールパッドには、複数のスイッチが設定されている。また、ホイールパッド内には、送信回路及び発光素子が配設されている。一方、メータクタスタ側には、受光素子及び受信回路が配設されている。これにより、ドライバがスイッチ操作すると、ホイールパッドの発光素子から赤外線が出射されて、メータクタスタ側の受光素子によって受光される。受光された信号光は受信回路で処理されて、所定の操作を実行する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記システムを使ってステアリングホイール及びメータクラスタ間で赤外線通信を行おうとした場合、光におよそ±４５度の方向性があるため、ステアリングホイールを±４５度（＝９０度）以上回転させると、通信不可能な状態が生じる。実際に需要者ニーズに合うステアリング通信システムを構築しようとした場合には、少なくとも±８０度程度の範囲で安定した通信が可能であることが要求されるものと思われる。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、安定した通信可能領域を拡大することができるステアリング通信システムを得ることが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明に係るステアリング通信システムは、ステアリングホイールのホイールパッドに設けられたスイッチを操作することにより、当該ステアリングホイールの回動部分に設けられた送信手段からインストルメントパネルの所定位置に設けられた受信手段へ向けて光信号を送信するステアリング通信システムであって、前記送信手段は、インストルメントパネルに配設されると共に反射光を一箇所に集光させる機能を有する所定の曲面形状を成した透明反射体へ向けて信号光を出射し、前記受信手段は、当該透明反射体によって反射光が集光される位置に配設されている、ことを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の本発明に係るステアリング通信システムは、請求項１記載の発明において、前記信号光は、赤外線ビームである、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項１記載の本発明によれば、ステアリングホイールのホイールパッドに設けられたスイッチを操作すると、ステアリングホイールの回動部分に設けられた送信手段から光信号が送信され、インストルメントパネルの所定位置に設けられた受信手段に受信される。これにより、ステアリングホイール及びインストルメントパネル間での通信が可能となる。
【００１０】
ここで、本発明では、一般にインストルメントパネルには例えばメータガラス等の透明反射体が配設されていることに着目し、反射光を一箇所に集光させる機能を有する所定の曲面形状を成した透明反射体を用い、送信手段から当該透明反射体へ向けて信号光を出射させ、その反射光を一箇所に集光させて、その位置に配設された受信手段に受信させるようにした。このため、送信手段から出射された信号光は、当該透明反射体で反射されて確実に受信手段に受信される。従って、ステアリングホイールを９０度以上回転させた状態で、スイッチ操作をしても、送信手段から出射された信号光を受信手段に確実に受信させることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
以下、図１〜図４を用いて、本発明に係るステアリング通信システムの第１実施形態について説明する。
【００１６】
図１には本実施形態に係るステアリング通信システム１０の全体構成が斜視図で示されており、又図２には当該ステアリング通信システム１０の全体構成が縦断面図で示されている。これらの図に示されるように、ステアリング通信システム１０は、ステアリングホイール１２のホイールパッド１４側の構成と、インストルメントパネル１６のメータクラスタ部（メータフード部）１８側の構成とで成り立っている。
【００１７】
ホイールパッド１４の頂部１４Ａの両サイドには、複数のスイッチ２０、２２が配設されている。左側のスイッチ２０、右側のスイッチ２２の用途は任意に選択可能であるが、例えば、左側のスイッチ２０についてはカーオーディオシステム、カーエアコンシステム、カーナビゲーションシステムといった用途に、又右側のスイッチ２２についてはスピードコントロールシステム等の用途に使用することができる。
【００１８】
上述したホイールパッド１４の上側の側部１４Ｂの中央部には、赤外線による信号光を出射する送信部３０が配設されている。送信部３０としては、発光素子である赤外線発光ダイオード等が適用可能である。また、左側のスイッチ２０、右側のスイッチ２２と送信部３０との間には、図示しない送信回路が配設されている。なお、送信部３０及び前記送信回路が本発明における「送信手段」に相当する。
【００１９】
一方、インストルメントパネル１６の所定位置（本実施形態では、メータクラスタ部１８の底部１８Ａの中央付近）には、受信部３４が配設されている。メータクラスタ部１８の底部１８Ａには、受信部３４での信号光の受信を可能とするための開口部３５（図２参照）が形成されており、受信部３４は当該開口部３５に臨むように配置されている。なお、受信部３４としては、受光素子であるフォトトランジスタ等が適用可能である。また、受信部３４は、図示しない受信回路を介して前述したカーオーディオシステム、カーエアコンシステム、カーナビゲーションシステム、スピードコントロールシステム等の各種システム３６（図２参照）と接続されている。なお、受信部３４及び前記受信回路が本発明における「受信手段」に相当する。
【００２０】
ここで、本実施形態では、メータクラスタ部１８が備えている「透明反射体」としてのガラス面４０の略中央部へ向けて信号光が出射されるように、送信部３０の配設位置及び光出射方向が設定されている。なお、前記ガラス面４０は、図２に示される如く、略円弧面状にラウンドされた無反射ガラス面として構成されている。さらに、上述した受信部３４は、メータクラスタ部１８の底部１８Ａにおいて、前記ガラス面４０によって反射光が集光される位置に設定されている。
【００２１】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２２】
図１に示されるように、ステアリングホイール１２を中立位置に保持した状態（非回転状態）で、ホイールパッド１４に設けられた左側のスイッチ２０或いは右側のスイッチ２２のいずれかを操作すると、図示しない送信回路を介して送信部３０から赤外線ビームＢ１が出射される（光信号が送信される）。出射された赤外線ビームＢ１は、インストルメントパネル１６のメータクラスタ部１８のガラス面４０で反射して、光路を変更して反射光Ｂ１’となり、メータクラスタ部１８の底部１８Ａに設けられた開口部３５を通って受信部３４に受信（受光）される。これにより、ステアリングホイール１２及びインストルメントパネル１６間での通信が可能となる。
【００２３】
ここで、上記構成のステアリングホイール１２を例えば矢印Ｐ方向（図１において左側）へ約９０度回転させたとする。この場合、ステアリングホイール１２の回転に伴って送信部３０も同一角度だけ回転される（約９０度回転したときの送信部３０を二点鎖線で示す）。この状況下において、上記と同様に、左側のスイッチ２０或いは右側のスイッチ２２のいずれかを操作すると、位相が約９０度ずれた位置にある送信部３０からメータクラスタ部１８のガラス面４０へ向けて赤外線ビームＢ２が出射される。出射された赤外線ビームＢ２は、メータクラスタ部１８のガラス面４０上において前述した赤外線ビームＢ１とは異なる位置に当たる。しかし、このガラス面４０は反射光を一箇所に集光させる機能を有する所定の曲面形状を成しているため、ガラス面４０で反射した赤外線ビームＢ２の反射光Ｂ２’は、受信部３４に受信（受光）される。
【００２４】
このように本実施形態に係るステアリング通信システム１０では、ホイールパッド１４に設けた送信部３０から出射された赤外線ビームＢを、メータクラスタ部１８のガラス面４０で反射させて集光位置に設けた受信部３４に受信させる構成としたので、ステアリングホイール１２を９０度以上回転させた状態で、スイッチ操作をしても、送信部３０から出射された赤外線ビームＢを受信部３４に確実に受信させることが可能となる。その結果、本実施形態によれば、安定した通信可能領域を拡大することができる。
【００２５】
さらに、本実施形態に係るステアリング通信システム１０では、送信部３０及び受信部３４は、いずれも一箇所に配設すればよいので、赤外線ビームＢの光の方向性（約±４５度）を考慮して複数箇所に受信部を設定する構成や、或いは方向性を持たない電波を利用する構成に比べて、コスト削減を図ることができる。特に、本実施形態の場合、既設部品であるメータクラスタ部１８のガラス面４０を使ってシステムを成立させているので、システム構築のために専用部品を新たに設定する必要もない。従って、コスト面で非常に有利である。
【００２６】
なお、上述した本実施形態では、送信部３０をホイールパッド１４の上側の側部１４Ｂに設けたが、これに限らず、他の部位に送信部を設定してもよい。例えば、図３に示されるように、ステアリングホイール１２のリム１２Ａの裏面側に送信部３０を設定する構成を採ってもよい。また、図４に示されるように、ホイールパッド１４の裏面側に送信部３０を設定する構成を採ってもよい。
【００２７】
〔第２実施形態〕
次に、図５〜図１２を用いて、第２実施形態について説明する。なお、この第２実施形態は、本発明に係るステアリング通信システムの実施形態ではなく、参考例とする。また、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００２８】
図５には本実施形態に係るステアリング通信システム５０の全体構成が斜視図で示されており、又図６には当該ステアリング通信システム５０の全体構成が縦断面図で示されている。これらの図に示されるように、本実施形態に係るステアリング通信システム５０は、送信部３０と受信部３４との間に導光体５４を介在させ、かかる導光体５４を介して送信部３０から出射された赤外線ビームＢを受信部３４に受信（受光）させる点に特徴がある。
【００２９】
具体的に説明すると、ステアリングホイール１２によって回転されるステアリングコラム（図示省略）の周囲には、略筒状に形成された樹脂製のコラムカバー５６が配設されている。導光体５４は、コラムカバー５６側に配置される第１の導光体５８と、メータクラスタ部１８側に配置される第２の導光体６０と、に分割されている。
【００３０】
第１の導光体５８は、ステアリングホイール１２側から見た場合に下向きのコ字状に形成された入射部５８Ａと、この入射部５８Ａの中央からコラムカバー５６の長手方向に沿って延設された長尺状の延設部５８Ｂと、によって構成されている。このうち、入射部５８Ａはコラムカバー５６におけるホイールパッド１４側に配置されており、ホイールパッド１４の裏面側上部に配設された送信部３０の移動軌跡に対応して設けられている。
【００３１】
一方、第２の導光体６０は長尺状に形成されており、メータクラスタ部１８の幅方向略中間部に配置されている。図６に示されるように、第２の導光体６０の一端部はメータクラスタ部１８の底部１８Ａの下側の所定位置に配設された受信部３４に接続されており、又第２の導光体６０の他端部はメータクラスタ部１８の底部１８Ａの下方を通ってコラムカバー５６側へ向けて配索されている。
【００３２】
さらに、図６に示されるように、上述した第１の導光体５８の延設部５８Ｂの前端面５８Ｂ’と第２の導光体６０の後端面６０Ａとは、所定の隙間６２をあけて対向して配置されており、ステアリングコラムがチルト操作によって上下動しても、第１の導光体５８の前端面５８Ｂ’と第２の導光体６０の後端面６０Ａとが少なくとも一部においてオーバーラップするように配置されている。
【００３３】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００３４】
図６に示されるように、ステアリングホイール１２を中立位置に保持した状態（非回転状態）で、ホイールパッド１４に設けられた左側のスイッチ２０或いは右側のスイッチ２２のいずれかを操作すると、図示しない送信回路を介して実線図示位置にある送信部３０から赤外線ビームＢ１が出射される（光信号が送信される）。出射された赤外線ビームＢ１は、第１の導光体５８の入射部５８Ａの中央から入射して、延設部５８Ｂ内をその長手方向に沿って伝播していく。そして、延設部５８Ｂを伝播した赤外線ビームＢ１は、当該延設部５８Ｂの前端面５８Ｂ’から出射され、第２の導光体６０の後端面６０Ａに入射される。第２の導光体６０に入射された赤外線ビームＢ２は、第２の導光体６０内をその長手方向に沿って伝播して受信部３４に受信（受光）される。これにより、ステアリングホイール１２及びインストルメントパネル１６間での通信が可能となる。
【００３５】
ここで、上記構成のステアリングホイール１２を左側（半時計方向）へ約９０度回転させたとする。この場合、ステアリングホイール１２の回転に伴って送信部３０も同一角度だけ回転される（約９０度回転したときの送信部３０を二点鎖線で示す）。しかし、本実施形態の第１の導光体５８の入射部５８Ａはステアリングホイール１２側から見て下向きに開口された略コ字状に形成されているため、送信部３０が約９０度回転したとしても、当該送信部３０と対向する位置には依然として入射部５８Ａが存在している。
【００３６】
この状況下において、上記と同様に、左側のスイッチ２０或いは右側のスイッチ２２のいずれかを操作すると、位相が約９０度ずれた位置にある送信部３０から第１の導光体５８の入射部５８Ａへ向けて赤外線ビームＢ１’が出射される。出射された赤外線ビームＢ１’は、入射部５８Ａ内で反射を繰り返しながら、延設部５８Ｂに至る。その後の作用は、前述した場合と同様である。すなわち、延設部５８Ｂに至った赤外線ビームＢ１’は赤外線ビームＢ１と同様に延設部５８Ｂ内を伝播し、延設部５８Ｂの前端面５８Ｂ’から出射される。出射された赤外線ビームＢ１は、再び、第２の導光体６０の後端面６０Ａから入射され、赤外線ビームＢ２となって第２の導光体６０内を伝播していき、受信部３４に受信（受光）される。
【００３７】
このように本実施形態に係るステアリング通信システム５０では、送信部３０と受信部３４との間に導光体５４を介在させ、ステアリングホイール１２の回転に伴って回転する送信部３０から出射される赤外線ビームＢを第１の導光体５８の入射部５８Ａで捕え、第２の導光体６０を介して受信部３４に受信させるように構成したので、ステアリングホイール１２を９０度以上回転させた状態で、スイッチ操作をしても、送信部３０から出射された赤外線ビームＢを受信部３４に確実に受信させることが可能となる。その結果、本実施形態によっても、安定した通信可能領域を拡大することができる。
【００３８】
また、本実施形態に係るステアリング通信システム５０では、導光体５４をコラムカバー５６側に配設される第１の導光体５８と、メータクラスタ部１８側に配設される第２の導光体６０とに分割すると共に、第１の導光体５８の延設部５８Ｂの前端面５８Ｂ’と第２の導光体６０の後端面６０Ａとを所定の隙間６２をあけて対向して配置し、更にステアリングコラムがチルト操作によって上下動しても、第１の導光体５８と第２の導光体６０との対向面同士が少なくとも一部においてオーバーラップするように配置したので、チルト操作がなされたとしても、第１の導光体５８及び第２の導光体６０による赤外線ビームＢの伝播経路が寸断されることはない。その結果、チルト操作がなされているか否かに関わらず、ステアリングホイール１２及びインストルメントパネル１６間での通信を安定的に行うことができる。
【００３９】
さらに、本実施形態に係るステアリング通信システム５０においても、前述した第１実施形態と同様に、送信部３０及び受信部３４は、いずれも一箇所に配設すればよいので、赤外線ビームＢの光の方向性（約±４５度）を考慮して複数箇所に受信部を設定する構成や、或いは方向性を持たない電波を利用する構成に比べて、コスト削減を図ることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係るステアリング通信システム５０では、導光体５４を使って赤外線ビームＢを送信部３０から受信部３４へ伝送する構成であるため、導光体５４の形状を任意に変更することができる。従って、設計の自由度を高めることができる。
【００４１】
なお、上述した本実施形態では、送信部３０の移動軌跡をカバーできる範囲に設定されるという意味において導光体５４の中核を成すを第１の導光体５８の入射部５８Ａをコラムカバー５６側に設定したが、これに限らず、他の部位に当該入射部５８Ａに相当する部分を設定してもよい。例えば、図７〜図９に示されるように、インストルメントパネル１６に形成されたステアリングコラムの挿通用の開口部７０の周囲に下向きに開口されたコ字状の導光体７２（図８、図９の斜線部）を設定してもよい。また、図１０〜図１２に示されるように、インストルメントパネル１６のメータクラスタ部１８の周縁部に下向きに開口されたコ字状の導光体７４（図１１、図１２の斜線部）を設定してもよい。
【００４２】
また、上述した本実施形態では、導光体５４をメータクラスタ部１８の既存要素とは別体で設ける構成を採ったが、これに限らず、第１実施形態においてガラス面４０として説明したメータクラスタ部１８のガラス板を利用して導光体を構成してもよい。この場合、同一部品の共用化を図ることができるので、部品点数の増加を招かず、低コスト化を図ることができるという利点がある。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係るステアリング通信システムは、送信手段からインストルメントパネルに配設されると共に反射光を一箇所に集光させる機能を有する所定の曲面形状を成した透明反射体へ向けて信号光を出射させ、当該透明反射体によって反射光が集光される位置に受信手段を配設したので、送信手段から出射された信号光を当該透明反射体で一定の方向（即ち、受信手段の配設位置方向）へ反射させることが可能となり、その結果、安定した通信可能領域を拡大することができるという優れた効果を有する。
【００４５】
請求項３記載の本発明に係るステアリング通信システムは、請求項２記載の発明において、ステアリングホイールのコラムカバー側に配設される第１の導光体と、インストルメントパネルのメータ側に配設される第２の導光体と、に導光体を分割し、さらに、第１の導光体と第２の導光体とを所定の隙間をあけて対向して配置しかつステアリングコラムがチルト操作によって上下動しても第１の導光体と第２の導光体との対向面同士が少なくとも一部においてオーバーラップするように配置したので、チルト操作がなされたとしても、第１の導光体と第２の導光体による信号光の伝播経路が寸断されることはなく、その結果、チルト操作がなされているか否かに関わらず、ステアリングホイール及びインストルメントパネル間での通信を安定的に行うことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るステアリング通信システムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るステアリング通信システムの全体構成を示す縦断面図である。
【図３】第１実施形態のバリエーション（送信部をステアリングホイールのリムの裏面側に設けた例）を示す図２に対応する縦断面図である。
【図４】第１実施形態のバリエーション（送信部をホイールパッドの裏面側に設けた例）を示す図２に対応する縦断面図である。
【図５】第２実施形態に係るステアリング通信システムの全体構成を示す分解斜視図である。
【図６】第２実施形態に係るステアリング通信システムの全体構成を示す縦断面図である。
【図７】第２実施形態のバリエーション（導光体をインストルメントパネルの開口周辺部に設けた例）を示す図６に対応する縦断面図である。
【図８】図７に示される実施形態を組付状態で示す概略斜視図である。
【図９】図７に示される実施形態の要部であるインストルメントパネルを単品で示す概略斜視図である。
【図１０】第２実施形態のバリエーション（導光体をメータクラスタ側に設けた例）を示す図６に対応する縦断面図である。
【図１１】図１０に示される実施形態を組付状態で示す概略斜視図である。
【図１２】図１０に示される実施形態の要部であるメータクラスタを中心に示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０ ステアリング通信システム
１２ ステアリングホイール
１４ ホイールパッド
１６ インストルメントパネル
２０ 左側のスイッチ
２２ 右側のスイッチ
３０ 送信部（送信手段）
３４ 受信部（受信手段）
４０ ガラス面（透明反射体）

Claims (2)

1. ステアリングホイールのホイールパッドに設けられたスイッチを操作することにより、当該ステアリングホイールの回動部分に設けられた送信手段からインストルメントパネルの所定位置に設けられた受信手段へ向けて光信号を送信するステアリング通信システムであって、
   前記送信手段は、インストルメントパネルに配設されると共に反射光を一箇所に集光させる機能を有する所定の曲面形状を成した透明反射体へ向けて信号光を出射し、
   前記受信手段は、当該透明反射体によって反射光が集光される位置に配設されている、
   ことを特徴とするステアリング通信システム。
2. 前記信号光は、赤外線ビームである、
   ことを特徴とする請求項１記載のステアリング通信システム。

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