JP4554230B2 - 操舵装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両等の操舵装置に関するものである。

従来、車両等の操舵装置における操作子としては回転ハンドル型が一般的であった。しかしながら、操作子への入力をセンサで検出し、該センサの検出値に基づいてステアリングモータを電気的に制御して、転舵輪を転舵させる、いわゆるステアリング・バイ・ワイヤ・システム（以下、ＳＢＷシステムと略す）が開発されるに至って、一端を支点にして揺動可能なスティック型の操作子も注目されている。
そして、回転ハンドル型の操作子とスティック型の操作子を両方備えた操舵装置も考えられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−３４３５３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された操舵装置では、回転ハンドル型の操作子とスティック型の操作子が離れて設置されているので、操作性が悪かった。
そこで、この発明は、複数の操作子を備えながら、操作性に優れた操舵装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両を操舵するために運転者がそれぞれ独立して操作可能な第１操作子（例えば、後述する実施例における回転ハンドル２）と第２操作子（例えば、後述する実施例におけるスティック３）とを備え、前記第１操作子は軸（例えば、後述する実施例におけるステアリングシャフト４）を中心に回転する回転ハンドル（例えば、後述する実施例における回転ハンドル２）であり、前記第２操作子は前記回転ハンドルの外周部に沿って取り付けられた揺動可能なスティック（例えば、後述する実施例におけるスティック３）であり、前記スティックの揺動を規制するロック装置（例えば、後述する実施例における連結ロッド１０）を備え、前記ロック装置の作動時には前記回転ハンドルと前記スティックが環形状を形成することを特徴とする操舵装置（例えば、後述する実施例における操舵装置１）である。
このように構成することにより、回転ハンドルを回転して操舵することができ、あるいは、スティックを揺動して操舵することができる。また、スティックは回転ハンドルの外周部に沿って取り付けられているので、運転者が操作子を持ち替える際の手の移動量を少なくすることができる。

さらに、必要に応じてスティックの揺動を規制して、回転ハンドルだけの操作に限定することが可能になる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記スティックは前記車両の低速走行時にのみ操作可能としたことを特徴とする。
このように構成することにより、低速走行時以外は回転ハンドルでのみ操舵が可能となり、車両の運転状態に応じた操作子の選択が可能になる。
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、車両の転舵輪を転舵する転舵装置と、ステアリング・バイ・ワイヤ・システムを備え、前記ステアリング・バイ・ワイヤ・システムの異常時には、前記ロック装置が作動し、前記回転ハンドルが前記転舵装置と機械的に連結されることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、回転ハンドルを操作しての操舵とスティックを操作しての操舵とが可能になり、且つ、運転者が操作子を持ち替える際の手の移動量を少なくすることができるので、操作性が向上する。
また、必要に応じてスティックの揺動を規制して、回転ハンドルだけの操作に限定することが可能になる。

請求項２に係る発明によれば、低速走行時以外は回転ハンドルでのみ操舵が可能となり、車両の運転状態に応じた操作子の選択が可能になるので、車両の走行安定性を考慮した操作子の選択が可能になる。
請求項３に係る発明によれば、ステアリング・バイ・ワイヤ・システムの異常時には、回転ハンドルを操作することにより操舵することができ、安全性が向上する。

以下、この発明に係る操舵装置の実施例を図１から図３の図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は、この発明を車両用の操舵装置に適用した態様である。

図１は、車両を直進させるときの姿勢を示す操舵装置１の正面図であり、以下この姿勢を基準にして説明する。
操舵装置１は、第１操作子としての回転ハンドル２と、第２操作子としての一対のスティック３，３とを備えている。回転ハンドル２は、車両に回転可能に支持されたステアリングシャフト（回転軸）４に連結され、ステアリングシャフト４と一体となって回転する。

また、回転ハンドル２は、ステアリングシャフト４との連結部を形成するセンターコア部５と、センターコア部５の外側に配置されて運転者に近い側において略半円弧状をなしアーム部６を介してセンターコア部５に連結された第１操作部７と、センターコア部５の外側に配置されて運転者から遠い側において略半円弧状をなしアーム部８を介してセンターコア部５に連結された第２操作部９と、を備えて構成されている。第１操作部７と第２操作部９は同一平面上に配置されており、第１操作部７の両端部と第２操作部９の両端部は所定寸法離間して対向配置されている。

そして、回転ハンドル２の第１操作部７の両端部にスティック３が設けられている。スティック３は、その先端を第２操作部９の端部へ接近する方向に延ばし、基部側を支点にして図１の紙面上左右方向へ揺動可能に取り付けられている。このスティック３も回転ハンドル２と同一平面上に配置されている。

スティック３はその先端面から突没可能な連結ロッド１０を備えている。連結ロッド１０は、引っ込んだ状態でスティック３を揺動した場合に回転ハンドル２の第２操作部９と干渉しないように設けられており、また、連結ロッド１０をスティック３から突出させると第２操作部９の端部に設けられた係合孔（図示せず）に係合するようになっており、連結ロッド１０が前記係合孔に係合した状態においてスティック３は揺動不能となる。この実施例において、連結ロッド１０は前記係合孔とともにロック装置を構成する。

回転ハンドル２の回転角度は図示しない回転角センサによって検出され、この回転角センサの検出値に基づいて転舵装置のステアリングモータ（図示せず）が電気的に制御され、転舵輪（図示せず）が転舵されるようになっている。
また、スティック３の揺動角度は図示しない角度センサによって検出され、この角度センサの検出値に基づいて前記ステアリングモータが電気的に制御され、前記転舵輪が転舵されるようになっている。
つまり、この操舵装置１はＳＢＷシステムに組み込まれていて、運転者は回転ハンドル２あるいはスティック３を独立して操作可能であり、回転ハンドル２を回転して操舵することも、あるいは、スティック３を揺動して操舵することもできる。
そして、この操舵装置１では、通常、スティック３を揺動して操舵するか、あるいは第１操作部７の両端部を把持して回転ハンドル２を回転操作して操舵するが、スティック３は第１操作部７の両端部に設けられていて一体化されているので、運転者が第１操作部７の端部とスティック３を持ち替える際の手の移動量が少なくて済み、容易に持ち替えることができて操作性が極めてよい。

なお、転舵輪の転舵量同一で比較した場合の操作量は、スティック３の方が回転ハンドル２よりも小さく設定されている。すなわち、同一の転舵量を得るために、スティック３では小さい揺動角度で操舵することができるが、回転ハンドル２では大きく回転させないと操舵することができないように設定されている。

また、連結ロッド１０は車速に応じて回転ハンドル２の第２操作部９との係合・非係合が制御されるようになっている。すなわち、低速走行時には、図１に示すように連結ロッド１０は回転ハンドル２の第１操作部７に対し引っ込んだ状態にされて回転ハンドル２とは非係合の状態に保持され、中速および高速走行時には、図２および図３に示すように、連結ロッド１０が回転ハンドル２の第１操作部７から突出して第２操作部９の係合孔に係合し、第１操作部７と第２操作部９が環状に連結されるととも、スティック３がロックされて揺動不能になる。
したがって、低速走行時には回転ハンドル２とスティック３のいずれを操作しても操舵することができるが、中速および高速走行時にはスティック３では操舵することが不可能になり、回転ハンドル２を操作しなければ操舵することができない。これは、中速および高速走行時には、スティック３よりも大きな操作量を必要とする回転ハンドル２に操作子を限定することにより、中速および高速走行時の車両の走行安定性を確保するためである。これにより、車両の走行状態（運転状態）に応じた操作子の選択が可能になる。

低速走行時に回転ハンドル２とスティック３のいずれを選択するかは運転状態によって運転者が任意に選択することができ、例えば、通常時はスティック３により操舵し、緊急時等は回転ハンドル２により操舵するなどの使い分けが可能である。
このように、回転ハンドル２とスティック３を使い分けることにより、操舵操作に対する車両の応答遅れ感を低減することができ、運転者の操作負担を軽減することができ、操作性が向上する。

また、ＳＢＷシステムに電源がＯＦＦになるなどの電気的な故障を生じた場合には、連結ロッド１０が突出して回転ハンドル２の第１操作部７に係合するように制御されるとともに、回転ハンドル２がステアリングシャフト４を介して機械的に前記転舵装置に直結されるようになっている。したがって、ＳＢＷシステムに電気的な故障が生じたときには、回転ハンドル２を操作することにより操舵することができ、安全性が向上する。
なお、このように回転ハンドル２を転舵装置に直結して操作する場合には、操舵に必要な回転ハンドル２の操作量が正常時の操作量（すなわち、ステアリングモータを動作させて操舵するときの操作量）よりも大きくなるが、回転ハンドル２は第１操作部７と対向する側に第２操作部９を有しているので、回転ハンドル２を大きく回転させるときには、一般的な丸ハンドルのように、第１操作部７から第２操作部９に持ち替えて操作することができる。

次に、この発明に係る操舵装置に関連する参考技術を図４から図８の図面を参照して説明する。
参考例１の操舵装置を図４から図６の図面を参照して説明する。図４は、車両を直進させるときの姿勢を示す操舵装置１の正面図であり、以下この姿勢を基準にして説明する。
参考例１の操舵装置１は、飛行機の操縦桿型をなす回転ハンドル２２と、一対のスティック２３，２３とを備えている。
回転ハンドル２２は、ステアリングシャフト２４に連結されたセンターコア部２５と、センターコア部２５の両端から斜め側方であって運転者に近づく方向へ延びるアーム部２６，２６と、各アーム部２６の端部から車両前方側へ延びる把持部２７，２７と、を備えて構成されている。

そして、回転ハンドル２２の各把持部２７，２７にスティック２３が設けられている。スティック２３は、その先端を把持部２７を延長する方向に延ばし、基部側を支点にして図４の紙面上左右方向へ揺動可能に取り付けられている。このスティック２３は回転ハンドル２２と同一平面上に配置されている。なお、各スティック２３の先端には、ウィンカーの操作や変速機のシフト操作をするためのボタン２８が設けられている。

この参考例１の操舵装置１もＳＢＷシステムに組み込まれており、参考例１における回転ハンドル２２およびスティック２３も、前述した実施例の場合と同様に、それぞれセンサによって回転角度、揺動角度が検出され、それら検出値に基づいてステアリングモータが電気的に制御され、転舵輪が転舵されるようになっていて、運転者は回転ハンドル２２あるいはスティック２３を独立して操作可能であり、回転ハンドル２２を回転して操舵することも、あるいは、スティック２３を揺動して操舵することもできる。

そして、参考例１の操舵装置１においては、把持部２７，２７を把持して回転ハンドル２２を回転操作するか、あるいはスティック２３を揺動操作することにより操舵するが、スティック２３は回転ハンドル２２の把持部２７，２７に設けられていて一体化されているので、運転者が把持部２７とスティック２３を持ち替える際の手の移動量が少なくて済み、容易に持ち替えることができて操作性が極めてよい。
なお、転舵輪の転舵量同一で比較した場合の操作量は、スティック２３の方が回転ハンドル２２よりも小さく設定されている。すなわち、同一の転舵量を得るために、スティック２３では小さい揺動角度で操舵することができるが、回転ハンドル２２では大きく回転させないと操舵することができないように設定されている。

参考例１の操舵装置１の場合も、回転ハンドル２２とスティック２３のいずれを選択するかは運転状態によって運転者が任意に選択することができ、例えば、低速走行時はスティック２３により操舵し、中速および高速走行時や緊急時等は回転ハンドル２２により操舵するなどの使い分けが可能である。
このように、回転ハンドル２２とスティック２３を使い分けることにより、操舵操作に対する車両の応答遅れ感を低減することができ、運転者の操作負担を軽減することができ、操作性が向上する。

図５および図６は参考例１の変形例である。
図５に示す操舵装置１の回転ハンドル２２は、センターコア部２５の背面側において、把持部２７，２７の基部とステアリングシャフト２４とが補助ハンドル２９，２９により連結されている。補助ハンドル２９，２９は、把持部２７に対して所定角度傾斜して設けられており、センターコア部２５からステアリングシャフト２４の軸方向に離間して配置されている。したがって、把持部２７，２７と補助ハンドル２９，２９は、ステアリングシャフト４の軸方向前後に互いに離間した面で回転することとなる。
また、図６に示す操舵装置１の回転ハンドル２２は、補助ハンドル２９，２９を有するだけでなく、運転者に近い側において把持部２７，２７の基部が補助ハンドル３０によって連結されている。

これら補助ハンドル２９，２９，３０は、ＳＢＷシステムに電源がＯＦＦになるなどの電気的な故障を生じた場合に有効に作用する。
すなわち、前述した実施例で説明したように、ＳＢＷシステムに電気的な故障を生じたときに、回転ハンドル２２をステアリングシャフト２４を介して機械的に転舵装置に直結させた場合、回転ハンドル２を操作することにより操舵することができるが、同じ転舵量を得るにも回転ハンドル２２の操作量は正常時よりも大きくなる。
図５に示す操舵装置１の場合には、回転ハンドル２２に補助ハンドル２９，２９が設けられているので、回転ハンドル２２を大きく（例えば、９０度以上）回転させるときには、把持部２７，２７から補助ハンドル２９，２９に持ち替えて操作することができ、操作性が向上する。
また、図６に示す操舵装置１の場合には、回転ハンドル２２に補助ハンドル２９，２９と補助ハンドル３０が設けられているので、回転ハンドル２２を大きく回転させるときには、把持部２７，２７から補助ハンドル２９，２９あるいは補助ハンドル３０に持ち替えて操作することができ、さらに操作性が向上する。

なお、スティック２３にロック機構を設け、前記ロック機構を低速走行時にアンロック状態に制御してスティック２３を揺動可能とし、中速および高速走行時にはロック状態に制御してスティック２３を揺動不能にしてもよい。

次に、参考例２の操舵装置を図７および図８の図面を参照して説明する。
参考例２の操舵装置１は、円板状の回転ハンドル４２と、円板状のダイヤル４３とを備えている。
回転ハンドル４２は、ステアリングシャフト４４に連結された円板部４５と、円板部４５の外周縁に形成されたリム部４６から構成されている。
ダイヤル４３は回転ハンドル４２の円板部４５の上部中央に設置されており、円板部４５と同心上に配置されて、回転ハンドル４２に対して相対回転可能に取り付けられている。ダイヤル４３は、ステアリングシャフト４４に相対回転可能に挿通されたダイヤルシャフト４７に連結されている。また、ダイヤル４３の上面には互いに１８０度離間した位置に操作用の凹部４９、４９が形成されている。

回転ハンドル４２の回転角度は図示しない回転角センサによって検出され、この回転角センサの検出値に基づいて転舵装置のステアリングモータ（図示せず）が電気的に制御され、転舵輪（図示せず）が転舵されるようになっている。
また、ダイヤル４３の回転角度は図示しない別の回転角センサによって検出され、この角度センサの検出値に基づいて前記ステアリングモータが電気的に制御され、前記転舵輪が転舵されるようになっている。
つまり、この操舵装置１もＳＢＷシステムに組み込まれていて、運転者は回転ハンドル４２あるいはダイヤル４３を独立して操作可能であり、回転ハンドル４２を回転して操舵することも、あるいは、ダイヤル４３を回転して操舵することもできる。

そして、参考例２の操舵装置１においては、リム部４６を把持して回転ハンドル４２を回転操作するか、あるいはダイヤル４３の凹部４９に指を添えてダイヤル４３を回転操作することにより操舵するが、ダイヤル４３は回転ハンドル２２の円板部４５に設けられていて一体化されているので、運転者がリム部４６とダイヤル４３を持ち替える際の手の移動量が少なくて済み、容易に持ち替えることができて操作性が極めてよい。

なお、転舵輪の転舵量同一で比較した場合の操作量は、ダイヤル４３の方が回転ハンドル４２よりも小さく設定されている。すなわち、同一の転舵量を得るために、ダイヤル４３では小さい揺動角度で操舵することができるが、回転ハンドル４２では大きく回転させないと操舵することができないように設定されている。

参考例２の操舵装置１の場合も、回転ハンドル４２とダイヤル４３のいずれを選択して操舵するかは運転状態によって運転者が任意に選択することができ、例えば、低速走行時はダイヤル４３により操舵し、中速および高速走行時や緊急時等は回転ハンドル４２により操舵するなどの使い分けが可能である。
このように、回転ハンドル４２とダイヤル４３を使い分けることにより、操舵操作に対する車両の応答遅れ感を低減することができ、運転者の操作負担を軽減することができ、操作性が向上する。

また、この参考例２の操舵装置１においても、ＳＢＷシステムに電源がＯＦＦになるなどの電気的な故障を生じた場合には、回転ハンドル４２がステアリングシャフト４４を介して機械的に転舵装置に直結可能になっている。したがって、ＳＢＷシステムに電気的な故障が生じたときには、回転ハンドル４２を操作することにより操舵することができ、安全性が向上する。

なお、ダイヤル４３にロック機構を設け、前記ロック機構を低速走行時にアンロック状態に制御してダイヤル４３を回転可能とし、中速および高速走行時にはロック状態に制御してダイヤル４３を回転不能にしてもよい。

この発明に係る操舵装置の実施例における正面図であり、スティックがアンロックされた状態を示す図である。 前記実施例においてスティックがロックされた状態を示す操舵装置の正面図である。 前記実施例においてスティックがロックされた状態を示す操舵装置の側面図である。 参考例１の操舵装置における正面図である。 前記参考例１の操舵装置の変形例を示す正面図である。 前記参考例１の操舵装置の別の変形例を示す正面図である。 参考例２の操舵装置における外観斜視図である。 前記参考例２の操舵装置の縦断面図である。

１ 操舵装置
２ 回転ハンドル（第１操作子）
３ スティック（第２操作子）
４ ステアリングシャフト（軸）
１０ 連結ロッド（ロック装置）

Claims (3)

1. 車両を操舵するために運転者がそれぞれ独立して操作可能な第１操作子と第２操作子とを備え、前記第１操作子は軸を中心に回転する回転ハンドルであり、前記第２操作子は前記回転ハンドルの外周部に沿って取り付けられた揺動可能なスティックであり、前記スティックの揺動を規制するロック装置を備え、前記ロック装置の作動時には前記回転ハンドルと前記スティックが環形状を形成することを特徴とする操舵装置。
2. 前記スティックは前記車両の低速走行時にのみ操作可能としたことを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
3. 車両の転舵輪を転舵する転舵装置と、ステアリング・バイ・ワイヤ・システムを備え、前記ステアリング・バイ・ワイヤ・システムの異常時には、前記ロック装置が作動し、前記回転ハンドルが前記転舵装置と機械的に連結されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操舵装置。

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