JP7063097B2

JP7063097B2 - 車両のハンドル装置

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Publication number: JP7063097B2
Application number: JP2018089653A
Authority: JP
Inventors: 幸英松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2022-05-09
Anticipated expiration: 2038-05-08
Also published as: JP2019196041A

Description

本発明は車両の運転席前方に配設されるハンドル装置に係る。特に、本発明はステアリングホイールの周辺に配設される操作部材（レバーやスイッチ）の改良に関する。

従来、車両の運転席前方に配設されているハンドル装置は、操舵のためのステアリングホイールの周辺に運転者が操作可能なレバーやスイッチといった操作部材が配設されている。例えば、ワイパ装置を作動させるための操作レバー（ワイパレバー）、ターンシグナルランプ（所謂ウインカ）を作動させるための操作レバー（ターンレバー）、変速機の変速段を切り替え操作するためのパドルスイッチ等が配設されている。更には、空調装置やオーディオ装置を操作するためのステアリングスイッチ等が配設されているものもある。

特許文献１には、ステアリングホイールの周辺に配設されたレバー上に様々なスイッチを備えさせた構成が開示されている。具体的には、第１操作レバーを備えた第１レバースイッチおよび第２操作レバーを備えた第２レバースイッチそれぞれをステアリングコラムに支持させた構成となっている。そして、第１操作レバーの操作に伴ってターンシグナルランプ等のランプ類を作動させ、第２操作レバーの操作に伴ってワイパ装置を作動させるようにしている。また、各操作レバーのうち一方を手前に引く操作を行うことで変速機のシフトアップを指示し、他方を手前に引く操作を行うことで変速機のシフトダウンを指示するようにしている。

特開２００３－１１８４１６号公報

しかしながら、特許文献１の構成にあっては、第１操作レバーおよび第２操作レバーそれぞれがステアリングコラムに支持されていることから、操舵のためにステアリングホイールを回転させたとしても、各操作レバーの位置は変わらず（ステアリングホイールの回転に各操作レバーが追従せず）、ステアリングホイール上の各部と各操作レバーとの相対位置がステアリングホイールの回転角度（操舵角度）によって変化することになる。このため、運転者がステアリングホイールを把持した状態のまま（ステアリングホイールの把持位置を変化させることなく）操作レバーを操作するに当たっては、ステアリングホイールの回転角度によって操作の仕方（操作レバーを操作するための指の動かし方）が異なることから操作レバーの操作性が良好に確保されているとは言い難いものとなっていた。特に、操舵時の運転者によるステアリングホイールの把持位置を変化させる必要がないように異形となっているステアリングホイール（例えばステアバイワイヤ方式の採用によって、ステアリングホイールの把持位置を変化させることなく操舵が可能となる異形のステアリングホイール）の場合には、前述した課題は顕著である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ステアリングホイールの周辺に配設されている操作部材の操作性を良好に確保することができる車両のハンドル装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、車両の運転席前方に配設されたハンドル装置を前提とする。そして、このハンドル装置は、ステアリング中立姿勢において左右両側に位置するグリップ部を有するステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの中央に位置し、該ステアリングホイールと一体的に回転可能なステアリングロアカバーと、前記ステアリング中立姿勢において、前記ステアリングロアカバーから左右両外側に向けて水平方向に延在し、且つ運転席側に向かう面にステアリングスイッチが配設されたステアリングスイッチ部と、前記ステアリングスイッチ部に一体的に設けられ、該ステアリングスイッチ部における前記運転席側とは反対側の面から車両前方に向かって所定寸法だけ延在する延在部、および、該延在部の前端から車両左右方向の外側に向けて水平方向に延在して前記ステアリングロアカバーの回転中心の延在方向に沿う方向において前記グリップ部に対して前記運転席から離れる側に位置すると共に車両左右方向の外側端が前記グリップ部よりも車両左右方向の外側に位置する操作部を有する操作レバーと、前記操作部における車両左右方向の外側端部に設けられ、該操作部の延在方向に沿う回転中心周りに回転可能な回転操作部とを備えている。また、車両に搭載された各作動機器を作動させるための前記操作レバーに対する操作入力として、各作動機器毎に、前記ステアリングロアカバーの回転中心の延在方向に沿う方向の入力と、前記ステアリングロアカバーの回転方向に沿う方向の入力と、前記操作レバーの先端部において前記操作部の延在方向に沿う回転中心周りの入力とがそれぞれ割り当てられていることを特徴とする。

なお、ここでいうステアリング中立姿勢とは、ステアリングホイールに操舵角が与えられていない状態（操舵のための回転力が与えられていない状態）をいう。

この特定事項により、運転者による操作レバーに対する操作入力の方向に応じて何れかの作動機器が作動することになる。つまり、ステアリングロアカバーの回転中心の延在方向に沿う方向の入力、ステアリングロアカバーの回転方向に沿う方向の入力、操作レバーの先端部において該操作レバーの延在方向に沿う回転中心周りの入力それぞれに応じて、例えば、変速機、ワイパ装置、ターンシグナルランプ、ヘッドランプ等の各作動機器が作動することになる。また、ステアリングスイッチ部に配設されたステアリングスイッチの操作によって他の作動機器（例えば空調装置やオーディオ装置等）が作動することになる。そして、これら操作レバーおよびステアリングスイッチ部は、ステアリングホイールと一体的に回転可能なステアリングロアカバーから延在しているため、操舵のためにステアリングホイールを回転させた場合には、これら操作レバーおよびステアリングスイッチ部も一体的に回転（ステアリングホイールの回転に追従）することになり、ステアリングホイール上の各部と操作レバーの操作部およびステアリングスイッチ部のステアリングスイッチとの相対位置がステアリングホイールの回転角度（操舵角度）によって変化することがない。このため、運転者がステアリングホイールを把持した状態のまま操作部およびステアリングスイッチを操作するに当たっては、ステアリングホイールの回転角度によって操作の仕方（操作部やステアリングスイッチを操作するための指の動かし方）が異なるといったことがない。その結果、操作部およびステアリングスイッチの操作性を良好に確保することができる。

本発明では、ステアリングスイッチ部および操作レバーをステアリングロアカバーから延在させることで、これら操作レバーおよびステアリングスイッチ部をステアリングホイールと一体的に回転可能にしている。このため、運転者がステアリングホイールを把持した状態のまま操作レバーの操作部およびステアリングスイッチ部のステアリングスイッチを操作するに当たっては、ステアリングホイールの回転角度によって操作の仕方が異なるといったことがなく、操作部およびステアリングスイッチの操作性を良好に確保することができる。

実施形態に係るハンドル装置の斜視図である。実施形態に係るハンドル装置の平面図である。ハンドル装置および各作動機器の制御ブロック図である。図４（ａ）は左側に操舵した場合のハンドル装置の正面図であり、図４（ｂ）は右側に操舵した場合のハンドル装置の正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、ステアバイワイヤ方式とされたハンドル装置に本発明を適用した場合について説明する。

－ハンドル装置の概略構成－
図１は本実施形態に係るハンドル装置１の斜視図である。図２はハンドル装置１の平面図である。これらの図において、矢印ＦＲは車両前方向、矢印ＵＰは上方向、矢印ＬＨは車両左方向、矢印ＲＨは車両右方向をそれぞれ示している。

これらの図に示すように、ハンドル装置１は、ステアリングホイール２、ステアリングロアカバー３、左側ステアリングスイッチ部４、右側ステアリングスイッチ部５、左側操作レバー６、右側操作レバー７を備えている。

ステアリングホイール２は、環状のホイール部２２と、このホイール部２２をステアリングロアカバー３に連結する２本のスポーク部２３ａ，２３ｂとを備えている。また、ステアリングロアカバー３およびその内部に収容されている図示しないステアリングシャフトは、ステアリングコラム８に回転自在に支持されている。つまり、ステアリングホイール２およびステアリングロアカバー３が一体的に回転可能にステアリングコラム８に支持された構成となっている。

そして、ステアリングロアカバー３の内部には、その回転角度位置（操舵角度位置）を検出するための図示しない操舵角センサが設けられており、この操舵角センサによって検出されたステアリングロアカバー３の回転角度位置（ステアリングホイール２の回転角度位置に相当）に応じて、図示しない前輪に連結された操舵装置の操舵モータが作動して前輪を操舵する構成となっている（ステアバイワイヤ方式による操舵動作）。このステアバイワイヤ方式のハンドル装置１において操舵モータを作動させるための構成については既に公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。なお、前記ステアリングロアカバー３の内部には図示しないエアバッグ装置やホーン装置等が収容されている。

ホイール部２２は異形に構成されている。具体的に、このホイール部２２は、ステアリング中立姿勢（操舵されていない状態）において水平方向に延びるアッパバー２２ａおよびロアバー２２ｂを有していると共に、これらアッパバー２２ａおよびロアバー２２ｂの両端同士を連結する略円弧形状の左側グリップ部２２ｃおよび右側グリップ部２２ｄを有している。そして、アッパバー２２ａとステアリングロアカバー３とが上側のスポーク部２３ａによって、ロアバー２２ｂとステアリングロアカバー３とが下側のスポーク部２３ｂによってそれぞれ連結されている。このようなホイール部２２の形状により、前記ステアリング中立姿勢にあっては、アッパバー２２ａの上側から図示しないインストルメントパネル上の計器類が視認し易くなると共に、ロアバー２２ｂと運転者の膝との間の間隔（膝上空間）を大きく確保することができて、乗降性の改善を図ることができる。

また、左側グリップ部２２ｃおよび右側グリップ部２２ｄは、略円弧形状であることから、運転者が握り易く且つ操作し易いものとなっている。なお、各グリップ部２２ｃ，２２ｄの曲率半径は任意に設定することが可能である。

また、本実施形態に係るハンドル装置１はステアバイワイヤ方式であることから、ステアリングホイール２の回転角度と前輪の操舵角度との関係は任意に設定することが可能である。例えば、前輪の操舵角度として最大操舵角度を得るためのステアリングホイール２の回転角度を比較的小さくすることも可能であり、例えば前輪の最大操舵角度を得るためのステアリングホイール２の回転角度が９０°（ステアリング中立姿勢からの回転角度が９０°）に設定された場合、運転者は、ステアリングホイール２の把持位置を各グリップ部２２ｃ，２２ｄのままとし、該把持位置を持ち替える送りハンドル操作を行うことなく、車両の左旋回時および右旋回時それぞれにおいて最大操舵角度を得ることが可能である。

－ステアリングスイッチ部および操作レバー－
次に本実施形態の特徴である各ステアリングスイッチ部４，５および各操作レバー６，７について説明する。図３は、ハンドル装置１および各作動機器の制御ブロック図である。

本実施形態では、左側ステアリングスイッチ部４と左側操作レバー６とが一体的に構成されており、また、右側ステアリングスイッチ部５と右側操作レバー７も一体的に構成されている。以下、それぞれについて説明する。

左側ステアリングスイッチ部４は、ステアリング中立姿勢にある状態でステアリングロアカバー３の左側部から水平方向左側に延在している。この左側ステアリングスイッチ部４の延在方向の長さ寸法（ステアリングロアカバー３からの突出寸法）は、左側グリップ部２２ｃを把持した運転者の左手の親指が左側ステアリングスイッチ部４の表面（運転席に向かう表面）に容易に接触できる寸法に設定されている。そして、この左側ステアリングスイッチ部４の表面には左側ステアリングスイッチ４１，４２が配設されている。この左側ステアリングスイッチ４１，４２としては、オーディオボリュームスイッチ４１およびオーディオ切替スイッチ４２となっている。オーディオボリュームスイッチ４１は、車両に搭載されたオーディオ装置９１の音量を調整するためのスイッチであり、該オーディオボリュームスイッチ４１の上部を押圧することでオーディオボリューム信号として音量を大きくする信号が、下部を押圧することでオーディオボリューム信号として音量を小さくする信号がそれぞれＥＣＵ１０に送信される。オーディオ切替スイッチ４２は、車両に搭載されたオーディオを切り替えるスイッチであり、押圧操作することによってＥＣＵ１０にオーディオ切替信号が送信されて、例えば車載テレビのチャンネル切り替えや楽曲の選曲が行われる。

左側操作レバー６は、前記左側ステアリングスイッチ部４に一体的に設けられ、この左側ステアリングスイッチ部４の背面（運転席側とは反対側の面）から車両前方向に向かって所定寸法だけ延在する延在部６１と、該延在部６１の前端から水平方向左側に延在する操作部６２とを備えている。また、この操作部６２の端部には、この操作部６２の延在方向に沿う回転中心周りに回転可能な回転操作部６３が設けられている。

このようにして左側ステアリングスイッチ部４と左側操作レバー６とが一体化されて左側操作ユニット４０が構成されている。そして、この左側操作ユニット４０の支持構造としては、該左側操作ユニット４０の基端部（左側ステアリングスイッチ部４の基端部）がステアリングロアカバー３の内部に配設されたレバー支持機構６０（図２に破線で示す）によって、ステアリングホイール２の回転中心（ステアリングロアカバー３の回転中心）の延在方向に沿う方向の傾動（車体前後方向への傾動；以下、前後方向移動と呼ぶ）、および、ステアリングホイール２の回転方向（ステアリングロアカバー３の回転方向）に沿う方向の傾動（ステアリング中立姿勢にある状態では上下方向への傾動；以下、回転方向移動と呼ぶ）が可能となっている。このようなレバー支持機構６０による左側操作ユニット４０の支持構造（前後方向移動および回転方向移動を可能にする支持構造）および前記回転操作部６３を回転可能に支持する支持構造については、従来のワイパレバーの支持構造と同様であるのでここでの詳細な説明は省略する。

そして、前記左側操作レバー６の前後方向移動のうち、該左側操作レバー６を手前側（運転者側）へ引く移動（引く操作）が行われた場合、変速機９２をシフトダウンさせるためのシフトダウン信号がＥＣＵ１０に送信され、変速機９２がシフトダウンする。また、左側操作レバー６の上下方向移動のうち、該左側操作レバー６を上側（ステアリング中立姿勢にある状態での上側）へ傾動させる移動（操作）が行われた場合、ワイパ装置９３を作動させるためのワイパ信号がＥＣＵ１０に送信される。この左側操作レバー６の上側へ傾動位置は節度感をもって３段階に切り替え可能であり、１段階目の傾動位置ではワイパ装置９３は間欠作動となり、２段階目の傾動位置ではワイパ装置９３はＬｏ作動（低速作動）となり、３段階目の傾動位置ではワイパ装置９３はＨｉ作動（高速作動）となる。また、回転操作部６３の回転（回転操作）が行われた場合、間欠ワイパ信号がＥＣＵ１０に送信される。この間欠ワイパ信号は、ワイパ装置９３が間欠作動となっている状態でのワイパ装置９３の作動間隔を調整するものである。この回転操作部６３の回転位置は節度感をもって複数段階に切り替え可能であり、その回転角度位置に応じてワイパ装置９３の作動間隔が変更される。

右側ステアリングスイッチ部５は、ステアリング中立姿勢にある状態でステアリングロアカバー３の右側部から水平方向右側に延在している。この右側ステアリングスイッチ部５の延在方向の長さ寸法（ステアリングロアカバー３からの突出寸法）は、右側グリップ部２２ｄを把持した運転者の右手の親指が右側ステアリングスイッチ部５の表面（運転席に向かう表面）に容易に接触できる寸法に設定されている。そして、この右側ステアリングスイッチ部５の表面には右側ステアリングスイッチ５１，５２が配設されている。この右側ステアリングスイッチ５１，５２としては、空調温度設定スイッチ５１およびメータ表示切替スイッチ５２となっている。空調温度設定スイッチ５１は、車両に搭載された空調装置（カーエアコン）の設定温度（室内目標温度）を設定するためのスイッチであり、該空調温度設定スイッチ５１の上部を押圧することで空調温度設定信号として設定温度を高くする信号が、下部を押圧することで空調温度設定信号として設定温度を低くする信号がそれぞれＥＣＵ１０に送信される。これら空調温度設定信号に従って空調装置のエアミックスドア９４の回動位置が調整されて空調空気の温度が調整される。メータ表示切替スイッチ５２は、インストルメントパネル上のトリップメータ９５の表示を切り替えたりトリップメータ９５をリセットしたりするためのスイッチであり、該メータ表示切替スイッチ５２を押圧することでトリップメータ９５のトリップメータ表示とオドメータ表示とを切り替えるためのメータ表示切替信号がＥＣＵ１０に送信される。また、該メータ表示切替スイッチ５２を長押しすることでトリップメータ９５をリセットするためのメータ表示切替信号がＥＣＵ１０に送信される。

右側操作レバー７は、前記右側ステアリングスイッチ部５に一体的に設けられ、この右側ステアリングスイッチ部５の背面（運転席側とは反対側の面）から車両前方向に向かって所定寸法だけ延在する延在部７１と、該延在部７１の前端から水平方向右側に延在する操作部７２とを備えている。また、この操作部７２の端部には、この操作部７２の延在方向に沿う回転中心周りに回転可能な回転操作部７３が設けられている。

このようにして右側ステアリングスイッチ部５と右側操作レバー７とが一体化されて右側操作ユニット５０が構成されている。そして、この右側操作ユニット５０の支持構造としては、該右側操作ユニット５０の基端部（右側ステアリングスイッチ部５の基端部）がステアリングロアカバー３の内部に配設されたレバー支持機構７０（図２に破線で示す）によって、ステアリングホイール２の回転中心（ステアリングロアカバー３の回転中心）の延在方向に沿う方向の傾動（前後方向移動）、および、ステアリングホイール２の回転方向（ステアリングロアカバー３の回転方向）に沿う方向の傾動（回転方向移動）が可能となっている。このようなレバー支持機構７０による右側操作ユニット５０の支持構造（前後方向移動および回転方向移動を可能にする支持構造）および前記回転操作部７３を回転可能に支持する支持構造については、従来のターンレバーの支持構造と同様であるのでここでの詳細な説明は省略する。

そして、前記右側操作レバー７の前後方向移動のうち、該右側操作レバー７を手前側（運転者側）へ引く移動（引く操作）が行われた場合、変速機９２をシフトアップさせるためのシフトアップ信号がＥＣＵ１０に送信され、変速機９２がシフトアップする。また、右側操作レバー７の上下方向移動のうち、該右側操作レバー７を上側（ステアリング中立姿勢にある状態での上側）へ傾動させる移動（操作）が行われた場合、ターンシグナルランプ（左ターンシグナルランプ）９６を点滅させるための左ターンシグナル信号がＥＣＵ１０に送信され、下側（ステアリング中立姿勢にある状態での下側）へ傾動させる移動（操作）が行われた場合、ターンシグナルランプ（右ターンシグナルランプ）９６を点滅させるための右ターンシグナル信号がＥＣＵ１０に送信される。また、回転操作部７３の回転位置はＯＦＦ位置から節度感をもって２段階に回転可能となっており、１段回目まで回転が行われた場合、スモールランプ９７を点灯させるためのスモールランプ信号がＥＣＵ１０に送信され、２段回目まで回転が行われた場合、ヘッドランプ９８を点灯させるためのヘッドランプ信号がＥＣＵ１０に送信される。

－操舵動作－
次に、前述の如く構成されたハンドル装置１の操舵動作および各ユニット４０，５０の操作について説明する。

運転者による操舵操作によって車両を左旋回させる際、図４（ａ）に示すようにステアリングホイール２を反時計回り方向（ステアリングホイール２の正面視における反時計回り方向）に回転させる。また、運転者による操舵操作によって車両を右旋回させる際、図４（ｂ）に示すようにステアリングホイール２を時計回り方向に回転させる。

前述したように、左側ステアリングスイッチ部４および左側操作レバー６で成る左側操作ユニット４０は、ステアリングロアカバー３の左側部から延在しており、右側ステアリングスイッチ部５および右側操作レバー７で成る右側操作ユニット５０は、ステアリングロアカバー３の右側部から延在している。このため、これら左側操作ユニット４０および右側操作ユニット５０は、ステアリングホイール２の回転に伴ってステアリングロアカバー３と一体的に回転（ステアリングホイール２およびステアリングロアカバー３の回転に追従）することになる。

このため、操舵のためにステアリングホイール２を回転させた場合、ステアリングホイール２上の各部（例えば各グリップ部２２ｃ，２２ｄ）と各ステアリングスイッチ部４，５および各操作レバー６，７との相対位置がステアリングホイール２の回転角度（操舵角度）によって変化することがない。従って、運転者がステアリングホイール２の各グリップ部２２ｃ，２２ｄを把持した状態のまま操作部６２，７２およびステアリングスイッチ４１，４２，５１，５２を操作するに当たっては、ステアリングホイール２の回転角度によって操作の仕方（操作部６２，７２やステアリングスイッチ４１，４２，５１，５２を操作するための指の動かし方）が異なるといったことがない。その結果、操作部６２，７２およびステアリングスイッチ４１，４２，５１，５２の操作性を良好に確保することができる。言い替えると、運転者はステアリングホイール２から手を離すことなく、操作部６２，７２およびステアリングスイッチ４１，４２，５１，５２を操作することが可能である。

また、本実施形態に係るステアリングホイール２では、ステアリング中立姿勢にある状態でスポーク部２３ａ，２３ｂが上下に配設されており、左右方向にはスポーク部は存在していない。つまり、各グリップ部２２ｃ，２２ｄにスポーク部が繋がっていないため、運転者は、各グリップ部２２ｃ，２２ｄの把持状態を良好に得ることができる（しっかりと握ることができる）。

－他の実施形態－
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

例えば、前記実施形態では、ステアバイワイヤ方式とされたハンドル装置１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、ステアリングホイールへの操作力を操舵輪に伝達するメカ式の操舵装置（ステアリングシャフト、ラックアンドピニオン、タイロッド、キングピン等を備えて成る操舵装置）に連結されるハンドル装置に適用することも可能である。

また、各ステアリングスイッチ４１，４２，５１，５２や各操作レバー６，７の操作に割り当てられている各作動機器の動作は前記実施形態のものには限定されず、任意に設定が可能である。

本発明は、車両のステアバイワイヤ方式のハンドル装置に適用可能である。

１ハンドル装置
２ステアリングホイール
２２ｃ左側グリップ部
２２ｄ右側グリップ部
３ステアリングロアカバー
４左側ステアリングスイッチ部
４１，４２左側ステアリングスイッチ
５右側ステアリングスイッチ部
５１，５２右側ステアリングスイッチ
６左側操作レバー
７右側操作レバー
６２，７２操作部

Claims

車両の運転席前方に配設されたハンドル装置において、
ステアリング中立姿勢において左右両側に位置するグリップ部を有するステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールの中央に位置し、該ステアリングホイールと一体的に回転可能なステアリングロアカバーと、
前記ステアリング中立姿勢において、
前記ステアリングロアカバーから左右両外側に向けて水平方向に延在し、且つ運転席側に向かう面にステアリングスイッチが配設されたステアリングスイッチ部と、
前記ステアリングスイッチ部に一体的に設けられ、該ステアリングスイッチ部における前記運転席側とは反対側の面から車両前方に向かって所定寸法だけ延在する延在部、および、該延在部の前端から車両左右方向の外側に向けて水平方向に延在して前記ステアリングロアカバーの回転中心の延在方向に沿う方向において前記グリップ部に対して前記運転席から離れる側に位置すると共に車両左右方向の外側端が前記グリップ部よりも車両左右方向の外側に位置する操作部を有する操作レバーと、
前記操作部における車両左右方向の外側端部に設けられ、該操作部の延在方向に沿う回転中心周りに回転可能な回転操作部とを備え、
車両に搭載された各作動機器を作動させるための前記操作レバーに対する操作入力として、各作動機器毎に、前記ステアリングロアカバーの回転中心の延在方向に沿う方向の入力と、前記ステアリングロアカバーの回転方向に沿う方向の入力と、前記操作レバーの先端部において前記操作部の延在方向に沿う回転中心周りの入力とがそれぞれ割り当てられていることを特徴とする車両のハンドル装置。