JP4186670B2

JP4186670B2 - ステアリング装置

Info

Publication number: JP4186670B2
Application number: JP2003089845A
Authority: JP
Inventors: 裕佐野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004291906A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のステアリング装置に関し、特に、非円形の平面形状を有する異形ステアリングハンドルを車両の前進運転時の操舵に適した第１の回転姿勢と車両の後退運転時の操舵に適した第２の回転姿勢との間で切り換え可能なステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のような車両に設けられるステアリング装置のステアリングハンドルには、一般的に、円形の平面形状を有するステアリングホイールが採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような円形のステアリングホイールによれば、車両の前進運転時の操舵では、ステアリングホイールの両側部近傍を握って該ホイールを操作し、また車両の後退運転時の操舵では、車両後方を目視すべく上半身を捩って横身にした状態でステアリングホイールの頂部を片手で握って該ホイールを操作することが、一般的に行われている。この円形ステアリングホイールの操作では、手で握られるグリップ部がステアリングホイールの円周上に沿って移動するに過ぎず、前進運転時および後退運転時に違和感なくハンドル操作を行うことができる。
【０００４】
ところで、このようなステアリングホイールは、インストルメントパネルから運転室に伸びるステアリングシャフトの突出端に固定されている。そのため、インストルメントパネルに設けられる計器類を運転者が見ようとするとき、ステアリングホイールが視界の妨げとならないように、インストルメントパネル内での計器類の配置や大きさは、ステアリングホイールの大きさで制約を受ける。
【０００５】
このステアリングホイールによる視界の制限を緩和し、インストルメントパネル内での計器類のレイアウトの自由度を高め、あるいは計器類の配置可能な領域の拡張を図るために、例えば図２に示すように、矩形あるいはコの字状のような非円形平面形状を有する異形ステアリングハンドルを採用することが提案されている。矩形の異形ステアリングハンドルは、計器類の目視の妨げとならないように、前進運転操作時にハンドルのグリップ上端が低い位置に来るような横長な回転姿勢で、またコの字状の異形ステアリングハンドルは前進運転操作時に上方に開放部を位置するような回転姿勢で、それぞれステアリングシャフトに取り付けられる。
【０００６】
【特許文献１】
実開平２−１２７５８９号公報（第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異形ステアリングハンドルでは、円形ステアリングホイールのように円周上に沿ってグリップ部が形成されていない。そのため、矩形の異形ハンドルでは、前進運転操作時には両側部を握って操作することにより、計器類の視界を妨げられることなく操作することができるものの、後退操作時に握られるハンドルの頂部位置は円形ステアリングホイールの頂部位置よりも低い位置になるために、後退運転時のハンドル操作感が円形ステアリングホイールのそれと大きく異なる。また、コの字状の異形ステアリングハンドルでは後退操作時にハンドルの頂部を握って操作することはできない。
【０００８】
そのため、これら異形ステアリングハンドルによれば、前進運転操作時に計器類の目視の妨げとなることを防止できるが、後退運転時のハンドル操作感に違和感を生じることがある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、前進運転操作時に計器類の目視の妨げにならず後退運転操作時にハンドル操作に違和感を与えることのないステアリング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基本的には、前進運転操作時にインストルメントパネル上の計器類の目視の妨げとなり難い異形ステアリングハンドルを採用する。また、この異形ステアリングハンドルを採用することによって生じる後退運転操作時のハンドル操作の違和感は、後退運転操作時に異形ステアリングハンドルの姿勢を前進運転操作時のそれと切り換えることにより、その解消を図る。
【００１１】
ために、本発明は、車両の操舵のために操作される非円形の異形ステアリングハンドルと、前記車両の後退操作を検出する後退操作検出機構と、前記ステアリングハンドルを前進運転に適した第１の回転姿勢および後退運転に適した第２の回転姿勢に切り換えるための第１の作動機構とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るステアリング装置では、後退操作検出機構が非後退操作を検出したとき、すなわち後退操作検出機構が後退操作を検出しないとき第１の作動機構が異形ステアリングハンドルを計器類の目視の妨げになり難い前進運転に適した第１の回転姿勢に位置させる。従って、運転者は、異形ステアリングハンドルによって計器類の目視を妨げられることなく、異形ステアリングハンドルの例えば両側部を握って該ステアリングハンドルを操作することができる。
【００１３】
また、後退操作検出機構が後退操作を検出したとき第１の回転姿勢にあった異形ステアリングハンドルはその回転姿勢を第１の作動機構により例えば９０度回転され、これにより、第２の回転姿勢に変換される。この回転姿勢の変換により、第１の回転姿勢では両側部に位置したいずれか一方のグリップ部が上方に位置することから、このグリップ部で前記ステアリングハンドルを操作することができる。
【００１４】
従って、前進運転操作時に計器類の目視を妨げることなくハンドル操作が可能となり、後退運転操作時に円形ステアリングホイールにおけるとほぼ同様なグリップ感でハンドル操作をおこなうことができ、これにより後退運転操作時のハンドル操作での違和感が払拭される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に沿って本発明を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るステアリング装置を該ステアリング装置が設けられる車両の一部と共に概略的に示す。
【００１７】
本発明に係るステアリング装置１０は、車両の操舵輪である左右の前輪１１、１１を連動可能に連結するステアリングリンク機構１２と、車両の操舵のためにその運転室１３に設けられるステアリングハンドル１４と、該ステアリングハンドル１４の操作角を検出する操舵角検出機構１５と、車両の後退操作を検出する後退操作検出機構１６と、操舵角検出機構１５の検出信号に応じてステアリングリンク機構１２を動作させるための第２の作動機構１７と、ステアリングハンドル１４を前進運転に適した第１の回転姿勢および後退運転に適した第２の回転姿勢に切り換えるための第１の作動機構１８とを備える。
【００１８】
ステアリング機構１２は、従来よく知られているように、ステアリング入力軸１２ａと、該ステアリング入力軸１２ａに例えばラック・ピニオンのような運動変換機構（図示せず）を介して連結されたタイロッド組立体１２ｂとを有する。タイロッド組立体１２ｂは車両の幅方向に沿って配置され、その両端にはナックル１２ｃが枢着されている。各ナックル１２ｃにはそれぞれの前輪１１の回転軸が設けられている。ステアリング入力軸１２ａが回転されると、その回転に応じてタイロッド組立体１２ｂが車幅方向に変位し、このタイロッド組立体１２ｂを介して連結された両ナックル１２ｃがそれぞれの枢軸（図示せず）の回りに同一方向へ回動する。このタイロッド組立体１２ｂのリンク機能により、各ナックル１２ｃに回転可能に支承された各前輪１１は、ステアリング入力軸１２ａの回転に応じて、ナックル１２ｃの前記枢軸の回りに揺動する。
【００１９】
このステアリング入力軸１２ａを回転するための第２の作動機構１７は、例えばステッピングモータのような電動モータからなる。またステアリングハンドル１４を前進に適した前記第１の回転姿勢と後退に適した第２の回転姿勢とに切り換えるための第１の作動機構１８は、後述するように、例えば前記したステッピングモータのような電動モータからなる。両モータ１７および１８は、車両の全般的な制御を担う統合ユニット１９の制御部である第１の演算制御回路１９ａの制御下で、電源回路２０からそれぞれの駆動電力を供給される。
【００２０】
図示の例では、車両に搭載されたエンジン（図示せず）の回転出力を走行条件に適した回転速度およびトルクに変換するための変速機として自動変速機２１が用いられている。自動変速機２１の操作部２１ａは運転室１３に配置されており、この操作部２１ａには、例えば駐車のためのＰボタン２２ａ、後退のためのＲボタン２２ｂ、中立のためのＮボタン２２ｃおよび前進のためのＤボタン２２ｄが設けられている。このボタン方式の操作部２１ａでは、これらのボタン２２ａ〜２２ｄを選択的に押すと、選択操作されたボタンに応じた選択信号、例えば車両の後退のためにＲボタン２２ｂが操作されると、後退を指示するＲ信号が後退操作検出機構１６を兼ねるＡＴコントロールユニットに出力される。
【００２１】
ＡＴコントロールユニット１６は、操作部２１ａからの選択信号に応じて自動変速機２１を切り換え操作し、またＡＴコントロールユニット１６は操作部２１ａからの選択信号を車両の全般的な制御のために設けられる統合ユニット２１の演算制御回路１９ａに出力する。
【００２２】
演算制御回路１９ａは、操舵角検出機構１５からの検出信号およびＡＴコントロールユニット１６からの選択信号に応じて、後で詳しく述べるように、第２の電動モータ１７および第１の電動モータ１８の作動を制御する。この演算制御回路１９ａは、ＡＴコントロールユニット１６からの選択信号のうち、Ｒボタン２２ｂが操作されたときに出力されるＲ信号を後退操作信号として受ける。従って、ＡＴコントロールユニット１６は、前記したように、後退操作検出機構１６として機能する。
【００２３】
図１に示す矢視Ａの方向から見たステアリングハンドル１４の平面形状が図２（ａ）または図２（ｂ）に示されている。ステアリングハンドル１４は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、非円形形状を示す。
【００２４】
図２（ａ）に示す例は、いわゆるクローズタイプの異形ハンドルであり、矩形の平面形状を有する。この矩形平面形状を有するステアリングハンドル１４の横長の回転姿勢が第１の回転姿勢１４ａとして実線で示され、この第１の回転姿勢１４ａからほぼ９０度回転した姿勢が第２の回転姿勢１４ｂとして破線で示されている。
【００２５】
ステアリングハンドル１４の横長の姿勢では、ステアリングハンドル１４の頂部位置が従来の円形ステアリングホイールに比較して低い位置にあることから、ステアリングハンドル１４に視界を妨げられることなくその頂部越しに、インストルメントパネル２３の従来のステアリングホイールにより視界を妨げられていた領域を見ることができる。従って、この領域に計器２４ａ、２４ｂを配置しても、前進運転時には、ステアリングハンドル１４をほぼ９０度の大きな操作角で操作しない限り、これらの計器２４ａ、２４ｂの目視がステアリングハンドル１４で妨げられることはないので、横長の第１の回転姿勢１４ａは、前進運転に適した回転姿勢と言える。
【００２６】
また、ステアリングハンドル１４の第１の回転姿勢と９０度の回転関係を示す縦長の第２の回転姿勢１４ｂでは、計器２４ａ、２４ｂの一部がステアリングハンドル１４の頂部に隠れるが、後退運転操作時には計器２４ａ、２４ｂを見る必要性は殆どない。またステアリングハンドル１４の頂部は第１の回転姿勢のそれに比較して上方に位置することから、後退運転操作時にその頂部を握って半身で後方を眺めながらハンドル操作するときに、従来のステアリングホイールにおけると同様なグリップ感覚で行える。従って、縦長の第２の回転姿勢１４ｂは、後退運転に適した姿勢と言える。
【００２７】
図２（ｂ）に示す例は、いわゆるオープンタイプの異形ハンドルを示し、コの字状の平面形状を有するステアリングハンドル１４が実線で示される第１の回転姿勢１４ａでは、開放部を上方へ向けて配置される。
【００２８】
異形ハンドル１４は、前記した例に限らず、楕円形あるいはＩ形等の種々の非円形形状を採用することができ、それらの横長の回転姿勢を第１の回転姿勢１４ａとし、縦長の回転姿勢を第２の回転姿勢１４ｂとすることができる。
【００２９】
ステアリングハンドル１４は、図３および図４に拡大して示すように、ステアリングシャフト２５の端部に、該シャフト２５と一体的に固定されている。ステアリングシャフト２５は、ステアリング入力軸１２ａに機械的には連結されておらず車体に回転自在に支承される。このステアリングシャフト２５は、シャフト基部２５ａおよびシャフト本体２５ｂに分割され、両シャフト２５ａ、２５ｂが自在継ぎ手２６を介して相互に直列的に接続されている。
【００３０】
シャフト基部２５ａおよびシャフト本体２５ｂは、自在継ぎ手２６の縦軸２６ａ（図３参照）および横軸２６ｂ（図４参照）の回りに互いに揺動可能に結合されている。シャフト基部２５ａには該シャフト基部２５ａを回転可能に受け入れる筒状の第１のシャフトハウジング２７ａが装着されており、該シャフトハウジング２７ａは車両の車体に固定されている。また、シャフト本体２５ｂには、該シャフト本体２５ｂを回転可能に受け入れる筒状の第２のシャフトハウジング２７ｂが装着されている。第２のシャフトハウジング２７ｂは、シャフト基部２５ａに対するシャフト本体２５ｂの所定の揺動を許すように、シャフトハウジング２７ａとの干渉が防止されている。
【００３１】
この第２のシャフトハウジング２７ｂから突出するシャフト本体２５ｂの先端にステアリングハンドル１４が固定されており、該ステアリングハンドル１４の回転姿勢を変換するための第１の電動モータ１８が第２のシャフトハウジング２７ｂとシャフト本体２５ｂとの間に設けられ、またステアリングハンドル１４の操舵角を検出するための操舵角検出機構１５が同様に第２のシャフトハウジング２７ｂとシャフト本体２５ｂとの間に設けられている。
【００３２】
第１の電動モータ１８は、シャフト本体２５ｂの回りを取り巻いて配置される環状のハウジング２８と、該ハウジング２８内でシャフト本体２５ｂを取り巻いて配置され、該シャフト本体２５ｂと一体的に回転するように支持された永久磁石からなるロータ２９と、ハウジング２８内でロータ２９を取り巻いて配置される電磁石からなるステータ３０とを備えるステッピングモータである。ハウジング２８は、その一方の面に設けられたフランジ２８ａで、ボルト３１を介して第２のシャフトハウジング２７ｂのフランジ２７ｂ−１に固定されている。
【００３３】
電動モータ１８のステータ３０には、電源回路２０からパルス電流が供給されると、このパルス電流に応じた角度でステアリングシャフト２５が回転され、これによりステアリングシャフト２５と一体的にステアリングハンドル１４を回転させることができる。従って、制御回路１９ａの制御下で電源回路２０からステータ３０に供給される電流を制御することにより、該ステアリングハンドル１４の回転姿勢を前記した前進運転に適した第１の回転姿勢１４ａまたは後退運転に適した第２の回転姿勢１４ｂに変換することができる。
【００３４】
また、ステアリングハンドル１４が運転者により操舵のために回転操作されると、ステアリングシャフト２５と一体的に電動モータ１８のロータ２９が回転する。このとき、ロータ２９の回転に抵抗を与えるように電源回路２０からステータ３０に電流を供給することができる。この電流の供給によりステータ３０はロータ２９の回転方向と逆方向への電磁作用力をロータ２９に作用させる。その結果、ステアリングハンドル１４を操作するとき、運転者は適度な反力を受けることから、この反力に打ち勝つ操作力が必要となり、適度なハンドル操作感が得られる。
【００３５】
操舵角検出機構１５は、シャフト本体２５ｂを取り巻いて配置されかつ該シャフト本体２５ｂの軸線方向へ電動モータ１８と直列的に配置される環状のハウジング３２と、該ハウジング３２内でシャフト本体２５ｂに同軸的に固定された回転角検出板３３と、フォトカプラ３４とを備える。回転角検出板３３にはその周方向へスリット３３ａが形成されている。フォトカプラ３４は、回転角検出板３３の両側で互いに対向して配置されそれぞれがハウジング３２に支持される発光ダイオードのような発光素子３４ａと、該発光素子３４ａからの光を回転角検出板３３のスリット３３ａを通して受光可能のフォトダイオードのような受光素子３４ｂとを有する。操舵角検出機構１５のハウジング３２は、そのフランジ３２ａで、ボルト３５を介して第１の電動モータ１８のハウジング２８の他方の面に設けられたフランジ２８ｂに固定されている。
【００３６】
操舵角検出機構１５は、回転角検出板３３のスリット３３ａを通過するフォトカプラ３４の検出光がステアリングハンドル１４の回転操作に伴う回転角検出板３３の回転に応じて断続されることから、この検出光の断続に応じた電気信号をステアリングハンドル１４の操舵角についての情報として第１の演算制御回路１９ａおよび第２の演算制御回路１９ｂに出力する。
【００３７】
第１の演算制御回路１９ａは、後退操作検出機構１６からの後退操作検出信号Ｒおよびこの操舵角検出機構１５からのステアリングハンドル１４の操舵角についての情報に基づいて、第２の電動モータ１７および第１の電動モータ１８の動作を制御する。
【００３８】
すなわち、後退操作検出機構１６が後退操作検出信号Ｒを検出しない状態では（非後退操作を検出したとき）、演算制御回路１９ａはステアリングハンドル１４を横長の第１の回転姿勢１４ａに位置させるように第１の電動モータ１８を作動させる。また、後退操作検出機構１６が後退操作検出信号Ｒを検出しない状態では、演算制御回路１９ａはステアリングハンドル１４を横長の第１の回転姿勢１４ａに位置させた後、この第１の回転姿勢１４ａにあるステアリングハンドル１４が運転者により操舵されたとき、操舵角検出機構１５からの操舵角情報に基づいて、第２の電動モータ１７を作動させる。この第２の電動モータ１７の作動により、ステアリングハンドル１４の操作角に応じてステアリングリンク機構１２が作動される。
【００３９】
また、この操舵では、演算制御回路１９ａは第１の電動モータ１８を作動させ、ステアリングハンドル１４のハンドル操作に適度な反力を与える。これにより、適正なハンドル操作感が運転者に与えられる。
【００４０】
回転角検出板３３およびフォトカプラ３４を備える操舵角検出機構１５によれば、比較的単純な構成により、微細なハンドル操作角をも迅速かつ正確に捉えることができ、ステアリングハンドル１４の操作に応じた正確な操舵が可能となる。
【００４１】
後退操作検出機構１６が後退操作検出信号Ｒを検出すると、演算制御回路１９ａは、第２の電動モータ１７を作動させることなく、ステアリングハンドル１４を縦長の第２の回転姿勢１４ｂに位置させるように第１の電動モータ１８を作動させる。演算制御回路１９ａは、ステアリングハンドル１４を第２の回転姿勢１４ｂに位置させた後、このステアリングハンドル１４が運転者により操舵されたとき、前進運転時におけると同様に、操舵角検出機構１５からの操舵角情報に基づいて、第２の電動モータ１７を作動させ、この第２の電動モータ１７の作動により第２の回転姿勢１４ｂにあるステアリングハンドル１４の操作角に応じてステアリングリンク機構１２が作動される。この後退運転時における操舵では、前進運転時におけると同様に、演算制御回路１９ａは第１の電動モータ１８を作動させ、ステアリングハンドル１４のハンドル操作に適度な反力を与えることから、適正なハンドル操作感が運転者に与えられる。
【００４２】
また、演算制御回路１９ａは、後退操作検出機構１６が後退操作の解除を検出したとき、第２の電動モータ１７を作動させることなく第１の電動モータ１８を作動させてステアリングハンドル１４を第１の回転姿勢１４ａに戻す。
【００４３】
第２のシャフトハウジング２７ｂには、図３に示すように、ライトスイッチ、ターンスイッチあるいはワイパースイッチ等のスイッチ類を集合的に配置したコンビネーションスイッチ３６がボルト３７を介してシャフトハウジング２７ｂの他方のフランジ２７−２に固定されている。
【００４４】
また、本実施の形態を示すステアリング装置１０には、図４に示すように、両シャフトハウジング２７ａおよび２７ｂ間にチルト機構３８が設けられている。
【００４５】
チルト機構３８は、操舵角検出機構１５の検出信号を受ける第２の演算制御回路１９ｂの制御下で電源回路２０からの電力を供給されるチルト用の第３の作動装置３９と、ポテンショメータからなるチルト角検出部４０とを備える。
【００４６】
シャフト基部２５ａを回転可能に受け入れる第１のシャフトハウジング２７ａの下端には、該ハウジング２７ａの径方向外方へ伸びる一対の伸長部４１が設けられ、該伸長部４１には水平軸４２を枢軸として上下方向へ揺動可能のアーム部材４３が支持されている。アーム部材４３の一側には第３の作動装置である例えばステッピングモータのような電動モータ３９が固定されている。このモータ３９の出力軸にはウオームギヤ３９ａが固定されている。アーム部材４３の前記一側には、電動モータ３９の上方で該電動モータ３９から離れる方向へ立ち上がる一対の軸受け４４、４４が設けられている。両軸受け４４には、雄ねじ部材４５がその端部近傍で軸線の回りに回動可能に支持されている。雄ねじ部材４５の両軸受け４４、４４間には、電動モータ３９のウオームギヤ３９ａに噛合するギヤ４５ａが固定的に設けられ、該ギヤ４５ａと軸受け４４、４４との係合により雄ねじ部材４５の軸線方向の移動が阻止されている。従って、電動モータ３９の作動によりウオームギヤ３９ａが回転すると、該ウオームギヤ３９ａに噛合するギヤ４５ａが設けられた雄ねじ部材４５は、軸線の回りに回転する。
【００４７】
雄ねじ部材４５には、該ねじ部材４５に螺合する雌ねじ部材４６が螺合されている。この雌ねじ部材４６は、その両側に設けられた水平軸４７を介して、第２のシャフトハウジング２７ｂの下端から該ハウジング２７ｂの径方向外方へ伸びる一対の伸長部４８に支持されており、回転が阻止されている。そのため、雄ねじ部材４５が回転されると、該ねじ部材４５に螺合する雌ねじ部材４６は雄ねじ部材４５の軸線に沿って移動する。この雌ねじ部材４６の移動に伴い、雌ねじ部材４６の水平軸４７を介して第２のシャフトハウジング２７ｂに自在継ぎ手２６の水平軸２６ｂの回りのモーメント力が作用することから、図５に示すように、シャフト本体２５ｂの水平面に対する傾斜角θであるチルト角が小さくなるようにチルトダウンさせることができる。このチルトダウンによって、ステアリングハンドル１４はより立ち上がって垂直面に近づくことから、ステアリングハンドル１４の頂部は運転者側に近づく。従って、後退運転操作時のハンドル操作を一層楽な姿勢で行うことが可能となる。
【００４８】
チルト角検出部４０を構成するポテンショメータは、端部がアーム部材４３に支持され、雄ねじ部材４５と平行に配置される抵抗体４０ａと、前記雌ねじ部材４６に支持され、該雌ねじ部材４６と一体的に移動したときに抵抗体４０ａ上を摺動する摺動子４０ｂとを備える。抵抗体４０ａの両端間には、所定の電圧が印加されている。チルト角検出部４０は、その摺動子４０ｂにより得られる分圧に対応するチルト角情報を雌ねじ部材４６の移動すなわちチルト角θの変化として第２の演算制御回路１９ｂに出力する。
【００４９】
第３の電動モータ３９の動作を制御する第２の演算制御回路１９ｂは、後退操作検出機構１６からの後退操作検出信号Ｒおよびチルト角検出部４０からのチルト角情報に基づいて、チルト角を制御する。
【００５０】
本発明に係るステアリング装置１０の動作を図６に示すフローチャートに沿って説明する。
【００５１】
後退操作検出機構１６は例えば車両の電気回路系統の始動と同時に作動状態に置かれる（ステップＳ１）。後退操作検出機構１６は、その作動により、自動変速機２１の操作部２１ａからのＲ信号の有無を判定する（ステップＳ２）。
【００５２】
ステップＳ２で、Ｒ信号が検出されない限り、ステアリングハンドル１４は、例えば図４に示した所定のチルト角に維持された状態で、第１の回転姿勢１４ａに保持される。この状態で、ステアリングハンドル１４が操作されると、操舵角検出機構１５からの操作角に応じて、第２の電動モータ１７が作動され、前輪１１、１１がステアリングハンドル１４の操舵角に応じて操舵される。また、このときのステアリングハンドル１４の操作には、第１の電動モータ１８の作動により、適正な反力が与えられる。
【００５３】
従って、前進運転操作時には、ステアリングハンドル１４は計器類２４ａ、２４ｂ類の視界を妨げることのない横長の回転姿勢１４ａに向けられることから、計器類２４ａ、２４ｂの指示値を参考にした好適な運転操作が行える。また、適正な反力下で良好なハンドル操作感を得ることができる。
【００５４】
ステップＳ２で、Ｒ信号が検出されると、第１の電動モータ１８が作動され、この第１の電動モータ１８の作動によりステアリングハンドル１４が第２の回転姿勢１４ｂへ向けて回転される（ステップＳ３）。
【００５５】
ステアリングハンドル１４が９０度回転され、その結果、第２の回転姿勢１４ｂになったことを演算制御回路１９ａが操舵角検出機構１５からの信号に基づいて判定すると、第１の電動モータ１８の作動を停止させる（ステップＳ４）。
【００５６】
続いて、第２の演算制御回路１９ｂが第３の電動モータ３９を作動させ、図５に示すように、例えば最小チルト角のような所定のチルト角へ向けてチルトダウンを開始する（ステップＳ５）。
【００５７】
第２の演算制御回路１９ｂがチルト角検出部４０からのチルト角情報に基づいて所定のチルト角に達したと判定すると、第３の電動モータ３９の作動を停止させる（ステップＳ６）。これにより、ステップＳ４で後退運転のハンドル操作に適した縦長の回転姿勢１４ｂに向けられたステアリングハンドル１４は、図５に符号１４ｃで示されているように、さらにその頂部が運転者に近づくように、チルト角が変更される。
【００５８】
従って、後退運転操作時には、ステアリングハンドル１４は後退運転に適した縦長の回転姿勢１４ｂに向けられることから、違和感のないハンドル操作が可能となり、さらに、ステアリングハンドル１４の頂部が運転者に近づくように、チルト角が変更されることから、より楽な姿勢での容易なハンドル操作が可能となる。
【００５９】
前記したステップＳ３からステップＳ４で説明した第１の回転姿勢１４ａから第２の回転姿勢１４ｂへの回転の制御およびステップＳ５からステップＳ６で説明したチルト角の制御は、それぞれの検出機構１５、４０からの出力データ値と目標値との差が零となるような閉ループ制御方式を採用することができる。またこれに代えて、後退操作検出機構１６がＲ信号を受けた時点での各出力データ値と目標値との差分をそれぞれの演算制御回路１９ａ、１９ｂが演算処理し、この差分に対応して各電動モータ１８、３９を作動させる開ループ制御方式を採用することができる。
【００６０】
本発明に係るステアリング装置１０は、車両の操舵のために操作される非円形の異形ステアリングハンドル１４と、前記車両の後退操作を検出する後退操作検出機構１６と、ステアリングハンドル１４を前進運転に適した第１の回転姿勢１４ａおよび後退運転に適した第２の回転姿勢１４ｂに切り換えるための第１の作動機構１８とを備え、第１の作動機構１８は、後退操作検出機構１６が後退操作を検出しないとき、すなわち非後退操作を検出したとき、ステアリングハンドル１４を前記第１の回転姿勢１４ａに位置させ、後退操作検出機構１８が後退操作を検出したときステアリングハンドル１４を第２の回転姿勢１４ｂに位置させる。
【００６１】
従って、前進運転操作時に計器類の目視の妨げることなくハンドル操作が可能となり、後退運転操作時に円形ステアリングホイールにおけるとほぼ同様なグリップ感でハンドル操作をおこなうことができ、これにより後退運転操作時のハンドル操作での違和感を払拭することができる。
【００６２】
さらに、左右の操舵輪１１を連動可能に連結するステアリングリンク機構１２と、ステアリングハンドル１４の操作角を検出する操舵角検出機構１５と、後退操作検出機構１６の検出信号Ｒに応じてステアリングリンク機構１２を動作させるための第２の作動機構１７とを備え、両検出機構１５、１６からの検出信号に応じて第１および第２の作動機構１８、１７の動作を制御する制御部１９ａを設けることができる。後退操作検出機構１６が後退操作を検出しないとき、制御部１９ａにより、操舵角検出機構１５の検出信号に応じて第２の作動機構１７を作動させ、これにより第１の回転姿勢１４ａにあるステアリングハンドル１４の操舵角に応じてステアリングリンク機構１２を動作させる。また、後退操作検出機構１６が後退操作を検出したとき、制御部１９ａにより、第２の作動機構１７の作動が禁止され第１の作動機構１８を作動させてステアリングハンドル１４の回転姿勢を第２の回転姿勢１４ｂに変換させた後、操舵角検出機構１５からの検出信号に応じて第２の作動機構１７を作動させる。これにより第２の回転姿勢１４ｂにあるステアリングハンドル１４に与えられる操舵角に応じてステアリングリンク機構１２を動作させ、また、後退操作検出機構１６が後退操作の解除を検出したとき、すなわち非後退操作を検出したとき、第２の作動機構１７の作動を禁止すると共に第１の作動機構１８を作動させてステアリングハンドル１４を第１の回転姿勢１４ａに戻すことができる。
【００６３】
第１の作動機構１８は、ステアリングハンドル１４と一体的に回転されるステアリングシャフト２５に固定された永久磁石で構成されるロータ２９と、該ロータ２９を取り巻いて配置される電磁石で構成されるステータ３０とを有する電動モータで構成することができる。この場合、ステアリングハンドル１４が操作されたときにステアリングシャフト２５と一体的に回転するロータ２９に該ロータ２９の回転方向と逆方向への電磁作用力を作用させる電流を供給することができる。これによりステアリングハンドル１４の回転操作に対する反力が第１の電動モータ１８により与えられることから、違和感のない良好なハンドル操作感を得ることができる。
【００６４】
操舵角検出機構１５は、発光素子３４ａおよび該発光素子３４ａからの照射光を受ける受光素子３４ｂを有するフォトカプラ３４と、両光素子３４ａ、３４ｂ間に配置されステアリングハンドル１４の回転操作に応じて回転され、両光素子３４ａ、３４ｂ間での光の伝達を許すためのスロット３３ａが設けられた回転角度検出板３３とを備える光学検出機構で構成することができる。この光学検出機構によれば、比較的単純な構成により、微細なハンドル操作角をも迅速かつ正確に捉えることができ、ステアリングハンドル１４の操作に応じた正確な操舵が可能となる。
【００６５】
さらに、ステアリングハンドル１４の高さ位置を可変とするチルト機構３８を設けることができる。後退操作検出機構１６が後退操作を検出したとき、所定の回転姿勢１４ｂにあるステアリングハンドル１４の頂部が運転者に近づくように、チルト機構３８を作動させることができ、これにより後退運転操作時のハンドル操作を一層楽な姿勢で行うことが可能となる。
【００６６】
チルト機構３８に、ステアリングハンドル１４のチルト角θを電気的に検出するポテンショメータからなる検出部４０を組み込むことができ、この検出部４０からの情報に基づいてチルト角θを正確に制御することができる。
【００６７】
後退操作検出機構１６には、車両に組み込まれた自動変速機２１の操作部２１ａに設けられた後退のための操作ボタン２２ｂの操作の有無により後退操作を検出する機構を採用することができる。この場合、従来のＡＴコントロールユニット１６を後退操作検出機構として利用することができるので、構成の簡素化を図ることができる。
【００６８】
前記した異形ステアリングハンドル１４は、矩形のようなクローズ形状あるいはコの字状のような非円形の平面形状を有する形状を与えることができ、これにより前進運転操作時に計器類２４ａ、２４ｂの良好な視界を確保することができる。
【００６９】
前記したところでは、自動変速機２１の操作部２１ａとして押しボタン式の操作部２１ａを示したが、通常のシフトレバーからなる操作部を採用することができる。この場合、例えば駐車位置から前進運転のためのドライブ位置にシフトレバーを移動するとき、シフトレバーは、後退位置であるＲ位置を経てドライブ位置に移動される。従って、このＲ位置を通過するときのＲ信号がＡＴコントロールユニット１６から演算制御回路１９ａに入力されると、誤動作を生じる虞がある。この誤動作を防止するため、後退操作検出機構１６の検出信号に所定の継続時間を閾値として設定し、所定の継続時間を超えて出力され続けるＲ信号を後退操作検出機構１６から取り出すことができる。
【００７０】
また、自動変速機２１のトランスミッションに後退操作検出機構１６を組込、このトランスミッションのリバース動作でＲ信号を出力させることができる。
【００７１】
さらに、本発明は、手動変速機を組み込んだ車両に適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、異形ステアリングハンドルの回転姿勢を前進運転に適した第１の回転姿勢と後退運転に適した第２の回転姿勢との間で切り換えることにより、前進運転操作時に計器類の目視の妨げることなくハンドル操作が可能となり、後退運転操作時にハンドル操作に円形ステアリングホイールにおけるとほぼ同様なグリップ感でハンドル操作をおこなうことができるので、後退運転操作時のハンドル操作での違和感が払拭され、これにより前進運転操作時に計器類の目視の妨げにならず後退運転操作時にハンドル操作に違和感を与えることのないステアリング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るステアリング装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図２ａおよび図２ｂは、図１に示された異形ステアリングハンドルの互いに異なる例をそれぞれ概略的に示す平面図である。
【図３】図１に示したステアリング装置の要部を拡大して概略的に示す正面図である。
【図４】図１に示したステアリング装置の要部を拡大して概略的に示す側面図である。
【図５】図４に示したチルト機構のチルト動作を示す図４と同様な図面である。
【図６】本発明に係るステアリング装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０ステアリング装置
１１（操舵輪）前輪
１２ステアリングリンク機構
１４ステアリングハンドル
１４ａ第１の回転姿勢
１４ｂ第２の回転姿勢
１５操舵角検出機構
１６（ＡＴコントロールユニット）後退操作検出機構
１７（第２の作動機構）第２の電動モータ
１８（第１の作動機構）第１の電動モータ
１９ａ（制御部）演算制御回路

Claims

車両の操舵のために操作される非円形の異形ステアリングハンドルと、前記車両の後退操作を検出する後退操作検出機構と、前記ステアリングハンドルを前進運転に適した第１の回転姿勢および後退運転に適した第２の回転姿勢に切り換えるための第１の作動機構とを備えているステアリング装置であって、
前記第１の作動機構は、前記後退操作検出機構が非後退操作を検出したとき前記ステアリングハンドルを前記第１の回転姿勢に位置させ、前記後退操作検出機構が後退操作を検出したとき前記ステアリングハンドルを前記第２の回転姿勢に位置させる一方、
前記ステアリング装置は、さらに、前記ステアリングハンドルの高さ位置を可変とするチルト機構を備え、前記後退操作検出機構が後退操作を検出したとき、前記第１の作動機構によって前記第２の回転姿勢にある前記ステアリングハンドルの頂部が運転者に近づくように、前記チルト機構が作動されることを特徴とするステアリング装置。
前記ステアリング装置は左右の操舵輪を連動可能に連結するステアリングリンク機構と、前記ステアリングハンドルの操作角を検出する操舵角検出機構と、該操舵角検出機構の検出信号に応じて前記ステアリングリンク機構を動作させるための第２の作動機構とを備え、前記後退操作検出機構が非後退操作を検出したとき前記操舵角検出機構の検出信号に応じて前記第２の作動機構が作動され、これにより前記第１の回転姿勢にある前記ステアリングハンドルの操舵角に応じて前記ステアリングリンク機構が動作され、前記後退操作検出機構が前記後退操作を検出したとき前記第２の作動機構の作動が禁止されると共に前記第１の作動機構が作動されて前記ステアリングハンドルの回転姿勢が前記第２の回転姿勢に変換された後、前記操舵角検出機構からの検出信号に応じて前記第２の作動機構が作動され、これにより前記第２の回転姿勢にある前記ステアリングハンドルに与えられる操舵角に応じて前記ステアリングリンク機構が動作され、また、前記後退操作検出機構が後退操作の解除を検出したとき前記第２の作動機構の作動が禁止される共に前記第１の作動機構が作動されて前記ステアリングハンドルが前記第１の回転姿勢に戻されることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
前記第１の作動機構は、前記ステアリングハンドルと一体的に回転されるステアリングシャフトに固定された永久磁石で構成されるロータと、該ロータを取り巻いて配置される電磁石で構成されるステータとを有する電動モータを備え、前記永久磁石に該永久磁石の回転方向と逆方向への電磁作用力を作用させる電流が前記電磁石に供給され、これにより前記ステアリングハンドルの回転操作に対する反力が前記電動モータにより与えられる請求項２記載のステアリング装置。
前記操舵角検出機構は、発光素子および該発光素子からの照射光を受ける受光素子を有するフォトカプラと、前記両光素子間に配置され前記ステアリングハンドルの回転操作に応じて回転され、前記両素子間での光の伝達を許すためのスロットが設けられた回転角度検出板とを備える光学検出機構からなる請求項２又は３に記載のステアリング装置。
前記チルト機構は、前記ステアリングハンドルのチルト角を電気的に検出するポテンショメータからなる検出部を備える請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のステアリング装置。
前記車両には後退のための操作ボタンを有する操作部の操作に応じて動作する自動変速機が組み込まれており、前記後退操作検出機構は、前記後退のための操作ボタンの操作の有無により前記車両の後退操作を検出する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のステアリング装置。