JP7143829B2 - 車両用のステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用のステアリング装置に関する。

例えば特許文献１には、非円形のハンドルを備えたステアリング操舵装置において、前記ハンドルの両端に備える一対のグリップの各々について、グリップ中心軸線位置（旋回軸線に直角な一平面からの距離として定義される位置）と、グリップ傾斜角（旋回軸線に直角な一平面に対する角度）との少なくとも一方が、それら一対のグリップの各々の旋回位置に対応して変化するということが記載されている。

特開２００５－２４６９８７号公報

一般に、前記ハンドルを送り手主動で操舵する場合と引手主動で操舵する場合とのどちらが操舵しやすいかは運転者毎に異なるが、上記特許文献１では、ハンドルのグリップ中心軸線位置およびグリップ傾斜角を変更するにあたって、運転者が送り手主動で操舵しているのか引手主動で操舵しているのかを考慮していないので、ハンドルの操舵性において改良の余地がある。

このような事情に鑑み、本発明は、ステアリングホイールの操舵時に、当該操舵を送り手主動にする場合または引手主動にする場合のどちらであっても、運転者の肩から主動操舵となる持ち手までの距離を一定または略一定に保つことが可能な車両用のステアリング装置の提供を目的としている。

本発明に係る車両用のステアリング装置は、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに設けられるグリップセンサと、前記ステアリングホイールを運転者に対して遠近変位させるアクチュエータと、前記ステアリングホイールの操舵時に、前記グリップセンサの出力に基づいて運転者の送り手側の操舵力が引手側の操舵力より大きいと判定した場合において当該送り手が上側に移動する過程で前記ステアリングホイールを運転者に近づけるように前記アクチュエータを制御する一方、前記グリップセンサの出力に基づいて前記送り手側の操舵力が前記引手側の操舵力より小さいと判定した場合において当該引手が下側に移動する過程で前記ステアリングホイールを運転者から遠ざけるように前記アクチュエータを制御する制御装置と、を備えていることを特徴としている。

この構成では、運転者の送り手（右操舵とする場合には左手、左操舵とする場合には右手）側の操舵力が引手（右操舵とする場合には右手、左操舵とする場合には左手）側の操舵力より大きい場合つまり運転者の送り手を主動とする場合において当該送り手が上側に移動する過程で前記ステアリングホイールが運転者に近づけられるから、運転者が前記送り手が遠すぎると感じることを抑制できるようになる。

一方、運転者の送り手側の操舵力が前記引手側の操舵力より小さい場合つまり引手を主動とする場合において当該引手が下側に移動する過程で前記ステアリングホイールが運転者から遠ざけられるから、運転者が前記引手が近すぎると感じることを抑制できるようになる。

このように、前記ステアリングホイールの操舵時に、当該操舵を送り手主動にする場合または引手主動にする場合のどちらであっても、運転者の肩から主動操舵となる持ち手までの距離を一定または略一定に保つことが可能になるので、前記ステアリングホイールの操舵性が良好になる。

ところで、前記ステアリングホイールは、操舵中立位置において回転中心の上側領域と下側領域との対向間隔が左側領域と右側領域との対向間隔よりも小さい非円形とされており、このステアリングホイールのロックトウロックまでが１回転以下とされている、構成とすることができる。

この場合、運転者が前記ステアリングホイールの左側領域を左手で握る一方で、前記ステアリングホイールの右側領域を運転者の右手で握ることによって操舵するときに、運転者が左手と右手とを持ち替えなくても良くなるので、操舵性が向上する。

また、前記アクチュエータは、前記ステアリングホイールをステアリングシャフトの中心軸線に沿って変位させるテレスコピック動作を行う駆動系と、前記ステアリングホイールを前記中心軸線上の所定位置を支点として前記中心軸線に対して所定角度傾動させるチルト動作を行う駆動系と、を有する構成とすることができる。

この場合、前記ステアリングホイールを変位させる際に、より細かい調節が可能になるから、運転者の肩中心から前記主動操舵となる持ち手までの距離を一定に保つうえで有利になる。

さらに、前記制御装置は、車両の運転席に設置されるシートスライドセンサからの出力に基づいて運転者の肩中心の位置ならびに腕の長さを推定し、この推定した情報に基づいて前記ステアリングホイールを遠近変位させるように構成することができる。

この場合、前記ステアリングホイールを変位させる際に、運転者の体格に適した調節が可能になるから、操舵性がさらに向上する。

この他、前記制御装置は、舵角センサからの出力に基づいて前記ステアリングホイールの舵角を検出して下記実行手段に出力する舵角検出手段と、グリップセンサの出力に基づいて運転者の送り手側の操舵力が前記引手側の操舵力より大きい場合に送り手主動操舵であると判定する一方で送り手側の操舵力が前記引手側の操舵力より小さい場合に引手主動操舵であると判定して下記実行手段に出力する主動操舵判定手段と、シートスライドセンサからの出力に基づいて運転者の肩中心の位置ならびに腕の長さ等を推定して下記実行手段に出力する体格推定手段と、前記舵角検出手段、前記主動操舵判定手段ならびに前記体格推定手段の出力に基づいて前記ステアリングホイールを運転者に近づける動作または遠ざける動作を前記アクチュエータにより行わせる実行手段と、を備える構成とすることができる。

さらにまた、前記制御装置は、前記主動操舵判定手段により送り手主動操舵であると判定した場合、当該送り手を上側に動かす過程で舵角を大きくするにつれて前記ステアリングホイールを運転者側に近づける距離を大きくするように前記アクチュエータを制御する一方で、前記主動操舵判定手段により前記引手主動操舵であると判定した場合、当該引手を下側に動かす過程で舵角を大きくするにつれて前記ステアリングホイールを運転者側から遠ざける距離を大きくするように前記アクチュエータを制御する構成とすることができる。

本発明に係る車両用のステアリング装置によれば、ステアリングホイールの操舵時に、当該操舵を送り手主動にする場合または引手主動にする場合のどちらであっても、運転者の肩から主動操舵となる持ち手までの距離を一定または略一定に保つことが可能になる。

本発明に係る車両用のステアリング装置の一実施形態の概略構成を示す図である。 図１のステアリング装置のステアリングホイールを運転者側から見た状態を示す図である。 図２においてステアリングホイールを左側に９０度操舵した状態を示す図である。 図１の制御装置の機能を実現する構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図４に本発明の一実施形態を示している。図１に示すステアリング装置は、ステアリングシャフト１、ステアリングホイール（ハンドルとも言う）２、アクチュエータ３、制御装置４等を備えている。

ステアリングシャフト１は、回転自在に車体（図示省略）に支持されている。このステアリングシャフト１の内端寄りの所定位置には、舵角センサ５が設けられている。この舵角センサ５は、ステアリングホイール２の回転角つまり舵角を検出する。

ステアリングホイール２は、非円形、例えば図２に示すように操舵中立位置において横長楕円形に形成されている。

この横長楕円形のステアリングホイール２とは、当該ステアリングホイール２を操舵中立位置に配置した状態において回転中心の上側領域と下側領域との対向間隔が左側領域と右側領域との対向間隔よりも小さい形状とされたものである。

なお、ステアリングホイール２の形状は、横長楕円形のみに限定されるものではなく、当該横長楕円形の上側部分を無くしたような形状とすることも可能である。

このステアリングホイール２において左側領域および右側領域の内部には、グリップセンサ６が設けられている。

このグリップセンサ６は、公知であるが、ステアリングホイール２の操舵力（握り度合）を検出するものであって、例えばステアリングホイール２を握る手の操舵力の大小に対応して静電容量が高低変化する。

この実施形態のステアリング装置は、ステアリングホイール２のロックトウロックまでが１回転以下とされている。

また、ステアリングホイール２の回転中心には、パッド２ａがステー２ｂを介して連結されている。このパッド２ａは、ステアリングシャフト１の内端に回転一体に連結されている。

アクチュエータ３は、詳細に図示していないが、例えば公知の電動チルトテレスコピック装置とされる。

この電動チルトテレスコピック装置は、公知であるので詳細説明を割愛するが、テレスコピック動作を行う駆動系と、チルト動作を行う駆動系と、を有している。

前記テレスコピック動作とは、ステアリングホイール２をステアリングシャフト１の中心軸線１０に沿って変位させる動作のことである。

また、前記チルト動作とは、ステアリングホイール２を前記中心軸線１０上の所定位置を支点として前記中心軸線１０に対して所定角度傾動させる動作のことである。

これにより、この実施形態のアクチュエータ３は、テレスコピック動作とチルト動作とを組み合わせることによって、ステアリングホイール２を運転者に対して前後上下に変位させることが可能になっている。

制御装置４は、一般的に公知のＥＣＵ（Electronic Control Unit）であって、中央処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）、不揮発性記憶装置（Read Only Memory：ＲＯＭ）、一時記憶装置（Random Access Memory：ＲＡＭ）等を備えている。

前記ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。前記ＣＰＵは、前記ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。前記ＲＡＭは、前記ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。

この制御装置４は、ステアリングホイール２の操舵補助処理を少なくとも実行する。この操舵補助処理は、ステアリングホイール２の操舵時に、グリップセンサ６の出力に基づいて運転者の送り手側の操舵力が引手側の操舵力より大きいと判定した場合に送り手主動で操舵していると判定して、ステアリングホイール２を運転者に近づけるようにアクチュエータ３を制御する一方、グリップセンサ６の出力に基づいて前記送り手側の操舵力が前記引手側の操舵力より小さいと判定した場合に引手主動で操舵していると判定して、ステアリングホイール２を運転者から遠ざけるようにアクチュエータ３を制御する。

詳しくは、制御装置４は、図４に示すように、舵角検出手段４１と、主動操舵判定手段４２と、体格推定手段４３と、実行手段４４と、を備えている。

舵角検出手段４１は、舵角センサ５からの出力に基づいてステアリングホイール２の操舵方向および舵角を検出する。

主動操舵判定手段４２は、グリップセンサ６の出力に基づいて運転者によるステアリングホイール２の操舵が送り手主動または引手主動のいずれであるかを判定する。

具体的に、この主動操舵判定手段４２は、運転者の送り手側の操舵力と引手側の操舵力とを比較することにより、運転者の送り手側の操舵力が引手側の操舵力より大きい場合に送り手主動操舵であると判定する一方で送り手側の操舵力が前記引手側の操舵力より小さい場合に引手主動操舵であると判定して、この判定結果を実行手段４４に出力する。

体格推定手段４３は、シートスライドセンサ７からの出力に基づいて運転者の体格（肩中心２０の位置ならびに腕の長さ等）を推定する。シートスライドセンサ７は、図示していない運転席に設置されるものであって、所定の基準位置に対する運転席の実位置を検出する。

具体的に、体格推定手段４３は、シートスライドセンサ７で検出した運転席の実位置を予め作成している所定のデータベースに適合することにより、運転者の肩中心２０の位置ならびに腕の長さを抽出して、この抽出結果を運転者の肩中心２０の位置ならびに腕の長さを含む体格情報として実行手段４４に出力する。

なお、前記データベースでは、運転席の基準位置に対する実位置毎に、運転者の肩中心２０の位置に関する標準値ならびに腕の長さに関する標準値等を対応付けている。

実行手段４４は、舵角検出手段４１、主動操舵判定手段４２ならびに体格推定手段４３の出力に基づいてアクチュエータ３によりステアリングホイール２を運転者に対して近づけるように変位させる動作または遠ざけるように変位させる動作を行わせる。

具体的に、この実行手段４４は、主動操舵判定手段４２により送り手側の操舵力が引手側の操舵力より大きいと判定した場合つまり送り手主動操舵であると判定した場合、アクチュエータ３によりステアリングホイール２を運転者に近づける一方、前記送り手側の操舵力が前記引手側の操舵力より小さいと判定した場合つまり引手主動操舵であると判定した場合、アクチュエータ３によりステアリングホイール２を運転者から遠ざける。

次に、ステアリングホイール２を操舵したときの動作を説明する。

ステアリングホイール２を例えば図２に示す操舵中立位置から図３に示すように左側に９０度操舵する場合、運転者の右手が最上位置（時計の１２時位置）に位置するとともに、左手が最下位置（時計の６時位置）に位置することになる。この場合、右手を主動として操舵する形態を「送り手主動操舵」と言い、また、左手を主動として操舵する形態を「引手主動操舵」と言う。

なお、図示していないが、ステアリングホイール２を前記とは反対側つまり右側に９０度操舵する場合には、運転者の左手が最上位置（時計の１２時位置）に位置するとともに、右手が最下位置（時計の６時位置）に位置することになる。この場合、左手を主動として操舵する形態を「送り手主動操舵」と言い、また、右手を主動として操舵する形態を「引手主動操舵」と言う。

ここで、一般に、図３に示すような操舵を行うと、運転者の右手が胴体から最も遠くなる一方で、左手が胴体に最も近くなるので、送り手（右手）主動操舵にする場合には送り手となる右手がステアリングホイール２に届きにくくなって操舵性が悪くなる一方、引手（左手）主動操舵にする場合には引手となる左手が窮屈になって操舵性が悪くなると言える。

しかしながら、この実施形態では、送り手（右手）主動操舵により図３に示すように上側に動かしたときに、アクチュエータ３によりステアリングホイール２を運転者側に近づけるから、送り手（右手）側の肘を適度に曲げた状態を保つことができる等、運転者が前記送り手（右手）が遠すぎると感じることを抑制できるようになる。但し、この場合、左手が胴体に若干近づいたとしても、当該左手が操舵の主動ではないので、操舵性に悪影響を及ぼすことは無い。

一方、引手（左手）主動操舵により図３に示すように下側に動かしたときに、アクチュエータ３によりステアリングホイール２を運転者側から遠ざけるから、引手（左手）側の肘が胴体に干渉しにくくなる等、運転者が前記引手（左手）が近すぎると感じることを抑制できる。但し、この場合、右手が胴体から若干遠くなったとしても、当該右手が操舵の主動ではないので、操舵性に悪影響を及ぼすことは無い。

なお、ステアリングホイール２の操舵を送り手主動とする場合、当該送り手を上側に動かす過程で舵角を大きくするにつれてステアリングホイール２を運転者側に近づける距離を大きくすることが好ましい。但し、この場合、最上位置での前記近づける距離を最大とする。

一方、ステアリングホイール２の操舵を引手主動とする場合、当該引手を下側に動かす過程で舵角を大きくするにつれてステアリングホイール２を運転者側から遠ざける距離を大きくすることが好ましい。但し、この場合、最下位置での前記遠ざける距離を最大とする。

以上説明したように、本発明に係る車両用のステアリング装置によれば、運転者が送り手（右操舵とする場合には左手、左操舵とする場合には右手）を主動として上側に動かす過程でステアリングホイール２を運転者に近づけるようにしているから、運転者が前記送り手が遠すぎると感じることを抑制できるようになり、また、運転者が引手（右操舵とする場合には右手、左操舵とする場合には左手）を主動として下側に動かす過程でステアリングホイール２を運転者から遠ざけるようにしているから、運転者が前記引手が近すぎると感じることを抑制できるようになる。

このように、ステアリングホイール２の操舵時に、当該操舵を送り手主動にする場合または引手主動にする場合のどちらであっても、運転者の肩中心２０から主動操舵となる持ち手までの距離を一定または略一定に保つことが可能になるので、ステアリングホイール２の操舵性が良好になる。

ところで、上述したようなステアリングホイール２の操舵時に、当該操舵を送り手主動にする場合または引手主動にする場合のどちらであっても、図１に示すように、前記主動操舵となる持ち手の位置３０を、操舵中立位置における運転者の肩中心２０から主動操舵となる持ち手の位置３０までを半径とする円弧軌道４０上に配置させるように、アクチュエータ３によるテレスコピック動作とチルト動作とを組み合わせることによってステアリングホイール２を前後上下に変位させるようにすることが可能である。

このようにすれば、ステアリングホイール２の操舵を送り手主動にする場合または引手主動にする場合のどちらであっても、運転者の肩中心２０から前記主動操舵となる持ち手の位置３０までの距離を一定に保つことが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）上記実施形態では、シートスライドセンサ７からの出力に基づいて運転者の肩中心２０の位置ならびに腕の長さ等の体格情報を推定し、この推定した体格情報を利用してステアリングホイール２を遠近変位させる際に細かく調節できるようにした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。

例えば前記のようなシートスライドセンサ７からの出力を利用せずにステアリングホイール２を遠近変位させるようにすることが可能である。つまり、制御装置４に体格推定手段４３を備えていない場合も本発明に含まれる。

（２）上記実施形態では、ステアリングホイール２の遠近変位をアクチュエータ３のテレスコピック動作とチルト動作とを組み合わせて行うようにした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。

例えばステアリングホイール２の遠近変位をテレスコピック動作のみで行うようにすることも可能である。

本発明は、車両用のステアリング装置に好適に利用することが可能である。

１ ステアリングシャフト
２ ステアリングホイール
２ａ パッド
２ｂ ステー
３ アクチュエータ
４ 制御装置
５ 舵角センサ
６ グリップセンサ
７ シートスライドセンサ
１０ ステアリングシャフト１の中心軸線
２０ 肩中心
３０ ステアリングホイール２において主動操舵となる持ち手の位置
４０ 円弧軌道

Claims (1)

1. ステアリングホイールと、
   このステアリングホイールに設けられるグリップセンサと、
   前記ステアリングホイールを運転者に対して遠近変位させるアクチュエータと、
   前記ステアリングホイールの操舵時に、前記グリップセンサの出力に基づいて運転者の送り手側の操舵力が引手側の操舵力より大きいと判定した場合において当該送り手が上側に移動する過程で前記ステアリングホイールを運転者に近づけるように前記アクチュエータを制御する一方、前記グリップセンサの出力に基づいて前記送り手側の操舵力が前記引手側の操舵力より小さいと判定した場合において当該引手が下側に移動する過程で前記ステアリングホイールを運転者から遠ざけるように前記アクチュエータを制御する制御装置と、
   を備えていることを特徴とする車両用のステアリング装置。

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