JPH0253665A - 車両用運転操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両用運転操作装置に関する。

従来の技術 車両用運転操作装置の中には、例えば実開昭５１−１３
０８４１号公報や実開昭５９−１０６７２７号公報に示
されているように、ステアリングホイール以外の操作・
機能部品の内のｌっであるシフトレバ−装置を運転席に
連動できるようにしたものが知られている。

発明が解決しようとする課題 前述した運転操作装置において、運転者が運転席に着座
してステアリングホイールと運転席との間の距離を最適
に調整しても、シフトレバ−装置が運転席と連動するの
みであるから、シフトレバ−装置がその運転者にとって
操作適正位置に設定されない。つまり腕の長い運転者や
腕の短い運転者の場合にはステアリングホイールを操作
適正位置に設定したとしても、ステアリングホイール以
外の操作機能部品を操作適正位置に移動できないので、
ステアリングホイール以外の操作機能部品の操作性に欠
ける。

課題を解決するための手段 ステアリングホイールの操舵中心を移動するステアリン
グホイール移動装置と、車体に運転席とは別体に移動可
能に設けられたステア′リングホイ−ル以外の操作機能
部品を移動する機能部品移動装置と、ステアリングホイ
ールの操舵中心の移動量を検出する検出部と、これが検
出したステアリングホイールの移動量にもとづいて制御
指令を機能部品移動装置に出力して前記操作機能部品を
操作適性位置に移動制御する制御機能部とを備えている
。

作用 ステアリングホイールを運転者の運転し易い適性位置に
移動すると、このステアリングホイールの移動量を検出
部が検出し、この検出したステアリングホイールの移動
量に応じて制御機能部が機能部品移動装置に制御単令を
出力し、もってステアリングホイール以外の操作機能部
品が操作適性位置に移動される。

実施例 第１〜５図に示すようにこの実施例の運転操作装置は、
大まかには、ステアリングホイール５の操舵中心Ｏを上
下方向と前後方向とに移動するステアリングホイール移
動装置ｌと、車体６に運転席１８とは別体に移動可能に
設けられたステアリングホイール５以外の操作機能部品
としてのンフトレバー装置４０を上下方向と前後方向と
に移動する機能部品移動装置２と、ステアリングホイー
ル５の操舵中心０の移動量を検出する検出部３と、これ
が検出したステアリングホイールの移動量にもとづいて
制御指令を機能部品移動装置２に出力してシフトレバ−
装置４０を操作適性位置に移動制御する制御機能部４と
を備えている。

ステアリングホイール５は第２図に示すようステアリン
グコラム７に内蔵したステアリングホイール移動装置１
を介して上下方向と１１り後方向とに移動可能に組み付
けられている。具体的には、ステアリングコラム７に内
蔵したステアリングシャフト８がダシュボード側のロア
シャフト８ａと、これにユニバーサルジヨイント９を介
して連結したミドルシャフト８ｂと、これにスプライン
嵌合部ｌＯを介して連結したアッパシャフト８Ｃとで構
成されている。ロアシャフト８ａのユニバーサルジョイ
ント９近傍下部にはブラケット１１がラジアルボールベ
アリング１２を介して回動自在に取り付けられている。

ブラケット１１はインストルメントパネル１３にボルト
！４で締結されている。ミドルシャフト８ｂには有底円
筒体に構成したアウタチューブ１５が固定されている。

アウタチューブ１５にはインナチューブＩ６が摺動自在
に内接嵌合されている。インナチューブ１６はアッパシ
ャフト８ｃにラジアルボールベアリング１７を介して回
動自在に取り付けられている。アッパシャフト８ｃの上
部にはステアリングホイール５が取り付けである。した
がって、ステアリングホイール５の操舵力はアッパシャ
フト８ｃ、スプライン嵌合部１０．　ミドルシャフト８
ｂ、ユニバーサルジヨイント９．ロアシャフト８ａ、図
外のギヤボックス、図外のタイロツド等の動力伝達部材
を経て図外の操舵輪に伝達される。

ここでステアリングホイール移動装置ｌは、第１．２図
に示すようにステアリングホイール５の操舵中心Ｏを上
下方向に移動するチルト移動装置２０と、ステアリング
ホイール５の操舵中心０を前後方向に移動するテレスコ
ピック移動装置３０とで構成されている。

チルト移動装置２０は、電動型に構成されていることか
ら、ブラケット！１に取り付けたアクチュエータとして
のステッピングモータ２■を備えている。ステッピング
モータ２１の出力軸にはギヤトレーン２２を介してねじ
棒２３が連結されている。ねじ棒２３はブラケット１６
にステー２４を介してその軸方向には静＋ｈＬかつ周方
向には回動自在に取り付けられている。ねじ棒２３のス
テー２４より上方に突出する部分にはナツト２５がねじ
嵌合装着されている。ナツト２５の外周面にはチルトロ
ッド２６の一端がビン２７で連結されている。チルトロ
ッド２６の他端はアウタチューブ１５の底部−側にボー
ルジヨイント２８で連結されている。したがって、チル
ト移動装置２０はステプピングモータ２！の正転、逆転
によりステアリングホイール５を、ユニバーサルシタイ
ンド９を中心として矢印Ｘ１で示す上下方向に移動させ
る。

テレスコピック移動装置３０は、電動型に構成されてい
ることから、アウタチューブ１５の外周面に取り付けた
アクチュエータとしてのステッピングモータ３１を備え
ている。ステッピングモータ３１の出力軸にはギヤトレ
ーン３２を介してナツト３３が連結されている。ナツト
３３にはテレスコピックロッド３４がねじ嵌合装着され
ている。

テレスコピックロッド３４の上端はインナチューブ１６
の上部に固定したステー３５に軸方向には静止しかつ周
方向には回動自在に取り付けられている。したがって、
テレスコピック移動装置３０はステッピングモータ３Ｉ
の正転、逆転によりステアリングホイール５を、スプラ
イン嵌合部１０とアウタデユープ１５とインナチューブ
１６とで案内しながら第２図に矢印Ｘ、で示す前後方向
に移動させる。

一方、シフトレバ−装置４０は第３図に示すよう車体６
に取り付けたユニットケース４１に内蔵した機能部品移
動装置２を介して運転席１８とは別体に上下方向と前後
方向とに移動可能に組み付けられている。この実施例で
はシフトレバ−装置４０としてオートトランスミッショ
ンタイプを使用しであることから、シフトレバ−４２を
Ｐレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、ｌレンジ、２レンジに
操作可能に支持する装置本体４３がユニトケース４Ｉに
収納されている。シフトレバ−４３は図外のトランスミ
ッションのコントロールレバー４４にコンタクトロッド
４５を介して連結されている。

コンタクドロブト４５はコントロールレバー側ロッド４
５ａとシフトレバ−側ロッド４５ｂとに分割され、これ
らコントロールレバー側ロッド４５ユの分割端部とシフ
トレバ−側ロッド４５ｂの分割端部とがターンバックル
４６を介して軸方向に伸縮自在に連結されている。ター
ンバックル４６のシフトレバ−側ロッド４５ｂにねじ嵌
合しているねじ棒４６ａは、第３．４図に示すようにコ
ントロールレバー側ロッド４５ａにアウタチューブ４６
ｂを介して軸方向には静止しかつ周方向には回転自在に
同軸に連結されている。アウタチューブ４６ｂとねじ棒
４６ａの鍔部とコントロールレバー側ロッド４５ａとの
間のそれぞれにはスリーブ４６ｃ、４６ｄが介装されて
いる。ターンバックル４６は、シフトレバ−装置４０が
車体６に対して上下方向と前後方向とに移動可能に組み
付けられていることから、電動型に構成したアジャスト
移動装置５０で伸縮駆動されるようになっている。アジ
ャスト移動装置５０はアウタチューブ４６ｂの外周面に
取り付けたアクチュエータとしてのステッピングモータ
５Ｉを備えている。ステプピングモータ５Ｉの出力軸が
ギヤトレーン５２を介してねじ棒４６ａに連結されてい
る。したがって、アジャスト移動装置５０はステッピン
グモータ５１の正転、逆転によりコンタクトロッド４５
を、ターンバックル４６で誘導しながら第４図に矢印Ｙ
で示すように軸方向に伸縮させる。

機能部品移動装置２は、第３図に示すようにシフトレバ
−装置４０を上下方向に移動する機能部品上下移動装置
６０と、シフトレバ−装置４０を前後方向に移動する機
能部品前後移動装置７０とで構成されている。

機能部品上下移動装置６０は、電動型に構成しであるこ
とから、アクチュエータとしてのステッピングモータ６
Ｉを備えている。ステッピングモータ６１は第３．４図
に示すようにユニットケース４１の底壁にガイド機構６
２を介して前後方向に移動可能に組み付けられている。

ガイド機構６２は、レール６２ａと、これに摺接係合す
る凹部６２ｂとで構成されている。ステッピングモータ
６１の出力軸は装置本体４３の底面にねじ嵌合されてい
る。装置本体４３とユニットケース４１の土壁との間に
は装置本体４３を下方（ステッピングモータ６１側）に
付勢するリターンスプリング６３が介装されている。し
たがって、機能部品上下移動装置６０はステッピングモ
ータ６！の正転。

逆転によりシフトレバ−装置４０を、リターンスプリン
グ６３の弾性作用下で第３図に矢印Ｚ１で示す上下方向
に移動させる。

機能部品前後移動装置７０は、電動型に構成しであるこ
とから、アクチュエータとしてのステッピングモータ７
璽を備えている。ステッピングモ−夕７１は第３．４図
に示すようにユニットケース４１の重壁にガイド機構７
２を介して上下方向に移動可能に組み付けられている。

ガイド機構７２は、レール７２ａと、これに摺接係合す
る凹部７２ｂとで構成されている。ステッピングモータ
７！の出力軸は装置本体４３の前壁面にねじ嵌合されて
いる。装置本体４３とユニットケース４１の後壁との間
には装置本体４３を前方（ステッピングモータ７１側）
に付勢するリターンスプリング７３が介装されている。

したがって、機能部品−に上移動装置７０はステッピン
グモータ７１の正転、逆転によりシフトレバ−装置４０
を、リターンスプリング７３の弾性作用下で第３図に矢
印７、　ｔで示す上下方向に移動させる。

検出部３は、ステアリングホイール移動装置ｌがステッ
ピングモータ２１．３１を備えていることから、ステッ
ピングモータ２１．３１に設けたエンコーダ８０．８１
で構成されている。

制御機能部４は第１図に示すように検出部３が検出した
ステアリングホイール５の移動量にもとづいて制御指令
Ｑ、、Ｑ、を機能部品移動装置２に出力してシフトレバ
−装置４０を操作適性位置に移動制御するものである。

具体的には制御機能部４は、ステアリングホイール５を
チルト運動するステッピングモータ２１の駆動によるエ
ンコーダ８０からの出力に１を取り込んで、制御機能部
４に予めプログラミングされたエンコーダ８０の回転位
置出力に１に応じたシフトレバ−装置４０の」二下方向
の操作適性位置に相当する移動量を演算し、この演算移
動量に相当する制御指令Ｑ１を機能部品上下移動装置６
０のステッピングモータ６１に出力するとともに、ステ
アリングホイール５をテレスコピック運動するステッピ
ングモータ３１の駆動によるエンコーダ８１からの出力
Ｋ。

を取り込んで、制御機能部４に予めプログラミングされ
たエンコーダ８１の回転位置出力に、に応じたシフトレ
バ−装置４０の前後方向の操作適性位置に相当する移動
量を演算し、この演算移動量に相当する制御指令Ｑ、を
機能部品上下移動装置７０のステッピングモータ７１に
出力する。また制御機能部４は制御機能部４に予めプロ
グラミングされたエンコーダ８０．８１の回転位置出力
Ｋ　１．Ｋ　ｔのそれぞれに応じたターンバックル４６
の軸方向の適性移動量を演算し、この演算移動量に相当
する制御指令Ｑ３をアジャスト移動装置５０のステッピ
ングモータ５１に出力する以上の実施例構造の動作を第
６図のフローチャートを参照しながら説明する。

先ず運転者がステッピングモータ２１の駆動でステアリ
ングホイール５を上下方向に移動した場合においては、
セクションＳｔで図外のイグニッションスイッチがオン
動作かオフ動作かを判断し、イグニッションスイッチが
オフ動作しているときにはセクションＳ２でステアリン
グホイール５がチルト動作したか否かを判断し、ステア
リングホイール５がチルト動作したときにはセクション
Ｓ３においてエンコーダ８０からの回転位置出力に、で
ステアリングホイール５の移動方向と移動量とを検出し
する。この後セクションＳ４においてエンコーダエンコ
ーダ８０の回転位置出力Ｋ。

に応じたシフトレバ−装置４０の上下方向の操作適性位
置に相当する移動量とターンバックル４６の軸方向移動
量とを演算し、これらの両演算移動哨に相当する制御指
令Ｑ、、Ｑ、をセクションＳ５で機能部品上下移動装置
６０のステッピングモータ６！とアジャスト移動装置５
０のステッピングモータ５１とに出力する。すると、ス
テッピングモータ６Ｉが駆動してシフトレバ−装置４０
が上下方向の操作適性位置に移動するとともに、コンタ
クトロッド４５の長さが適正長に設定される。

そしてセクションＳ６でステッピングモータ６１゜５１
が所定量の駆動を行ったか否かを判断し、ステッピング
モータ６１．５１が所定量の駆動を行ったら、セクショ
ンＳ７でステッピングモータ６１．５１への制御指令Ｑ
、、Ｑ、を遮断してステッピングモータ６１．５１の駆
動を停止する。これによって、シフトレバ−装置４０が
ステアリングホイール５のチルト動作による上下方向の
移動量に応じた操作適性位置にセットされるとともに、
シフトレバ−４２とコントロールレバー４４との連結長
が調整されて、コントロールレバー４４の操作支障をも
阻止される。

次に運転者がステッピングモータ３１の駆動でステアリ
ングホイール５を前後方向に移動した場合においては、
セクションＳ１で図外のイグニッションスイッチがオン
動作かオフ動作かを判断し、イグニッションスイッチが
オフ動作しているときにはセクションＳ１２でステアリ
ングホイール５がテレスコピック動作したか否かを判断
し、ステアリングホイール５がチルト動作したときには
セクションＳ１３においてエンコーダ８１からの回転位
置出力に、でステアリングホイール５の移動方向と移動
量とを検出する。この後セクションＳ１４においてエン
コーダエンコーダ８１の回転位置出力に、に応じたシフ
トレバ−装置４０の前後方向の適性位置に相当する移動
量とターンバックル４６の軸方向移動量とを演算し、こ
れらの両演算移動量に相当する制御指令Ｑ＊、Ｑ−をセ
クションＳＩ５で機能部品前後移動装置７０のステッピ
ングモータ７１とアジャスト移動装置５０のステッピン
グモータ５１とに出力する。すると、ステッピングモー
タ７１が駆動してシフトレバ−装置４０が前後方向の操
作適性位置に移動するとともに、コンタクトロッド４５
の長さが適正長に設定される。そしてセクションＳ＋６
でステッピングモータ７１．５１が所定量の駆動を行っ
たか否かを判断し、ステッピングモータ７１．５１が所
定量の駆動を行ったら、セクションＳＩ７でステッピン
グモータ７１．５１への制御指令Ｑ、、Ｑ、を遮断して
ステッピングモータ７１．５１の駆動を停止する。これ
によって、シフトレバ−装置４０がステアリングホイー
ル５のテレスコピック動作による前後方向の移動量に応
じた操作適性位置にセットされるとともに、シフトレバ
−４２とコントロールレバー４４との連結長が調整され
て、コントロールレバー４４の操作支障をも阻止される
。

つまり、第３図に示すようにチルト動作やテレスコピッ
ク動作によりステアリングホイール５の操舵中心０と運
転席１８に着座した運転者のショルダーポイントＰとの
間の距離■７が変更されると、この距離りに応じてシフ
トレバ−４２が所定の適性位置に移動停止して、運転席
に着座した運転者がシフトレバ−４２のシフトセレクト
操作が最もし易い状態になる。

ｑこで本出願人が運転者のドライビングポジションにつ
いて行った実験について説明する。

運転席のモックアツプを基本として運転席前方に走行風
景を再生しながら模擬運転ができるようにした実験装置
において、運転者に好みに応じて操作機能部品の配置を
自由にセットさせ、運転者がセットした操作機能部品の
位置と運転姿勢とを測定して、それを解析した。

■ステアリングホイールの操舵中心について運転者の評
価点と、ステアリングホイールの操舵中心とショルダー
ポイントとの間の距離と、ステアリングホイールの操舵
中心とヒップポイントとの間の距離それぞれの相関を見
ると、第７．８図に示すように運転者の評価点はステア
リングホイールの操舵中心とショルダーポイントとの間
の距離との相関が強く、運転者がステアリングホイール
とンヨルダーポイントとの間の距離で遠近を判断してい
ることがわかった。

■シフトレバー装置について ステアリングホイールと同様に、運転者の評価点と、シ
フトレバ−装置の運転者が手で操作する部分とショルダ
ーポイントとの間の距離と、シフトレバ−装置の運転者
が手で操作する部分とヒップポイントとの間の距離それ
ぞれの相関を見ると、第９．１θ図に示すように運転者
の評価点はシフトレバ−装置の運転者が操作する部分と
ショルダーポイントとの間の距離との相関が強く、第１
１図に示すように運転者がステアリングホイールとシフ
トレバ−装置との繰り返し操作を重視していることがわ
かった。

■運転者の目、肩９手首、肘等の各節の動作解析につい
て シフト操作時におけるシフトノブ（シフトレバ−装置の
運転者が手で操作する部分）の移動距離に対する各節の
移動距離の割合としての移動比と、シフト操作時におけ
るシフトノブの速度と各節の速度との割合としての速度
比とを、運転席を変化させて見ると、第１２．１３図に
示すようになった。

同様にステアリングホイール操舵時におけるステアリン
グホイールの移動距離に対する各節の移動距離の割合と
しての移動比と、ステアリングホイール操舵時における
ステアリングホイールの速度と各節の速度との割合とし
ての速度比とを、運転席を変化させて見ると、第１４．
１５図に示すようになった。

これら第１２〜！５図の解析結果をパターン化して見る
と、第１６＝１８図に示すように３種類に区別できる。

つまり第１６図に示す第１パターンは運転席が適性位置
のときに移動比あるいは速度比が最小になる。第１７図
に示す第２パターンは運転席が遠いときに移動比あるい
は速度比が最大になる。第１８図に示す第３パターンは
運転席が近いときに移動比あるいは速度比が最大になる
。

上記■〜■の各項について検討すると、シフトレバ−装
置の操作適性位置はステアリングホイールとショルダー
ポイントとの間の距離に相関することが解析できた。ま
た運転席の位置がステアリングホイールとシフトレバ−
装置とを操作適性位置にセットした状態である適性位置
にあれば、移動比と速度比とが小さくなる所謂運転者の
運動量が小さくなるということが理解できるであろう。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、第
１９図に示すようにシフトレバ−装置４０Ａをマニュア
ルトランスミッションタイプに構成し、シフトレバ−４
２Ａをシフトセレクト操作可能に支持するシフトボック
ス４３Ａをコ字形のガイドベース９０に前後方向移動可
能に組み付け、ガイドベース９０の底部にステッピング
モータ７１を取り付け、ステッピングモータ７Ｉの出力
軸をシフトボックス４３Ａにボルトナツト機構９１を介
して連結しである。ガイドベース９０の反ステッピング
モータ側端部にはストツパ９２を立設しである。またガ
イドベース９０は車体６に組み付けた図外のユニットケ
ースに前記実施例のステッピングモータ６１と同様のス
テッピングモータで上下方向に移動可能に組み付けられ
る。シフトボックス４３Ａから突出している２本のコン
トロールワイヤ４５Ａは図外のターンバックルやアジャ
スト機構等でシフトレバ−装置４０Ａの上下方向と前後
方向との移動に応じて長さ調節されるようになっている
ことは勿論である。

また操作機能部品としてシフトレバ−装置とパーキング
ブレーキレバー装置とを採用する場合には、シフトレバ
−装置とパーキングブレーキレバー装置とをその装着部
に対して別々の移動装置を介して別体に組み付けるとと
もに、これら移動装置のアクチュエータそれぞれを第２
０図に示すフローチャトにしたがって制御機能部４（第
１図参照）で操作適正位置に移動制御する。つまり第２
０図のフローチャートのセクション５ｌｏｔ〜５１０２
およびセクション５１１２〜５１１７において、ステア
リングホイールの移動量に応じたシフトレバ−装置とパ
ーキングブレーキレバー装置との移動量を演算し、この
演算移動量に相当するシフトレバ−装置とパーキングブ
レーキレバー装置とに対応する制御指令でシフトレバ−
装置とパーキングブレーキレバー装置を操作適正位置に
移動して停止する。この場合にもパーキングブレーキレ
バー装置の移動によってパーキングブレーキレバー装置
とブレーキ装置との間の距離が変化するので、パーキン
グブレーキレバー装置とブレーキ装置とを継ぐ動力伝達
機構中に前記実施例と同様なターンバックルとアジャス
ト機構とを付設して、その動力伝達機構の連結長を適性
長に調節することは勿論である。

さらに図示は省略するが、オーディオスイッチ。

エアコンスイッチ等のようにステアリングホイール５を
握る手以外で運転者が操作する操作機能部品にも適用で
きる。この場合には、これら各種の操作機能部品をその
装着部に対して移動装置を介して組み付けるとともに、
この移動装置のアクチュエータを制御゛機能部４（第１
図参照）で操作適正位置に移動制御する。

発明の効果 以上のように本発明によれば、運転席に着座した運転者
がステアリングホイールを最も操作し易い位置に移動す
るのに伴って、ステアリングホイールを握る手以外で操
作する操作機能部品を運転席とは別に操作適正位置に自
動的に移動することができるので、最適なドライビング
ポジションを確保して、走行安定性を向上できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同実
施例のステアリングホイールの断面図、第３図は同実施
例のシフトレバ−装置まわりの縦断面図、第４図は第３
図の矢印■部分を拡大して示す断面図、第５図は同実施
例のステッピングモータの取り付は構造を示す斜視図、
第６図は同実施例のフローチャート、第７〜１８図は同
実施例に即応した模擬実験の測定結果を示す特性図、第
１９図は本発明の異なる例を示す斜視図、第２０図は本
発明のさらに異なる例のフローチャートである。 ト・・ステアリングホイール移動装置、２・・・機能部
品移動装置、３・・・検出部、４・・・制御機能部、５
・・・ステアリングホイール、６・・・ｉｌ〔体、１Ｂ
・・・運転席、４０・・・シフトレバ−装置（操作機能
部品）、Ｑｌ、Ｑ２．Ｑ３・・・制御指令。 第４図 第１図 第５図 １　ステアリングホイール移動装置 ２　機能部品移動装置 ３・検出部 ４　制＠機能部 ５　ステアリフグホイール ６　車体 ８　運転席 ４ｏ　ノットレバー装置（操作機能部品）Ｑ　７．　Ｑ
　ｈ　　制御指令 第６図 運転席の位置 運転席の位置 運転席の位置 運転席の位置 １転席の位置 運転席の位置 １転席の位置 ステアリノブホイールの操舵中心 と７ヨルダポイノトと９間の距離 ステアリノブホイールの操舵中心 とヒップポイントとの間の距離 ノタルダボイノトとノットレバー 装置との間の距離 ヒップボイ／トとノットレバー 装置との間の距離 ステアリノブホイールの操舵中心 とノットレバー装置との間の距離 第１９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホィールの操舵中心を移動するステ
   アリングホィール移動装置と、車体に運転席とは別体に
   移動可能に設けられたステアリングホィール以外の操作
   機能部品を移動する機能部品移動装置と、ステアリング
   ホィールの操舵中心の移動量を検出する検出部と、これ
   が検出したステアリングホィールの移動量にもとづいて
   制御指令を機能部品移動装置に出力して前記操作機能部
   品を操作適性位置に移動制御する制御機能部とを備えた
   ことを特徴とする車両用運転操作装置。