JPS61215147A - ステアリング操作ボ−ド信号伝送装置 - 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】 ［発明の目的］ ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車のステアリングホイール上パッドの部
分に配置されるスイッチ等からの情報を光によって自動
車ボディ側の装置に伝送する信号伝送装置に関し、特に
前記パッドをステアリングホイールから浮かせて該パッ
ドの回転を防止した構造の自動車における信号伝送装置
に関する。

［従来の技術］ 車輌において、ステアリングホイールは最もドライバに
近く、しかもドライバの手に近いので操作性の向上をは
かるためには、車上機器の制御指示用のキースイッチ類
を装備した操作ボードを、ステアリングホイールの中央
部に配置するのが好ましい。

しかしながら、ステアリングホイールの回転を操舵シャ
フトに伝達するステアリング機構が複雑であるため、ス
テアリングホイールの中央に装備する操作ボード（即ち
ステアリング操作ボード）と、車輌ボディ側の固定制御
ユニットを結ぶ信号ケーブルの配線が困難である。特に
、ステアリングホイールが回動操作されても操作ボード
が動かないように、操作ボードをステアリングホイール
から浮かせる場合には、操作ボードとステアリングホイ
ールとの間に、更に複雑な機構が介在されるので、操作
ボードと固定制御ユニっトを普通の線で結ぶのは非常に
困難である。

そこで、この種の操作ボードと固定制御ユニットとの信
号伝送を光により行なう方式が提案されている（特開昭
５６−１．３５３４６号公報二以下、技術Ａと記す）。

また、本出願人は操作ボードをステアリングホイールか
ら浮かせるタイプのものに用いる信号伝送袋Ｎ（特願昭
５７−１０５７８２号二以下、技術Ｂと記す）を提案し
た。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、技術Ａにおいては、操作ボードをステア
リングホイールから浮かすものに適用できないし、光を
導くリングを操舵シャフト周囲のパッド近傍に配置せざ
るを得ないので、その部分の構造が複雑になるのは避け
られない。また、技術Ｂにおいては、ステアリングホイ
ールによって光路がさえぎられるのを防ぐために、多数
の発光素子と多数の受光素子を必要とし、またステアリ
ングホイールの支持部分に、光を通すための多数の穴を
形成する必要がある。このため技術Ｂでは、高価になる
し専用のステアリングホイールしか使用できない、とい
う難点がある。

本発明は、操作ボードをステアリングホイールから浮か
す構造の自動車に適用でき、操作ボード及びステアリン
グホイールの支持部分の構造を複雑にせず、しかも専用
のステアリングホイールを必要としないステアリング操
作ボード信号伝送装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため１本発明においては、インスト
用メン１−パネルの位置に、光軸をステアリングホイー
ルの方に向けた受光手段を配置し、ステアリング操作ボ
ード上に、各々光軸を前記受光手段に向けた複数の発光
手段を互いに離して配置する。受光手段の近傍には、外
来光を遮断するための遮光部材を配置する。

［作用］ ステアリング操作ボードとインストルメントパネルとの
距離は５０ｃｍ程度と比較的短いので、これらの間では
、普通の発光素子と受光素子を用いて光による信号伝送
ができる。ステアリングホイールにはそれを支持するス
ポークがあり、そのスポークはステアリング操作ボード
とインストルメントパネルとの間に位置するため、ステ
アリングホイールの回動位置によっては、そのスポーク
によって発光素子と受光素子との間の光路がさえぎられ
る可能性がある。しかし、２つ以上の発光素子を互いに
離して配置することにより、全ての光路が同時にさえぎ
られることはなくなる。また、発光素子と受光素子との
間が５０ｃｍ程度離れているので、複数の発光素子の光
軸を同一部分に向けることができ、従って用いる受光素
子は１つだけでよい。

本発明においては、発光部と受光部との距離が比較的長
いので、受光部に届く光が弱く、外来光の影響を受は易
い。そこで本発明の好ましい実施例においては、赤外領
域の波長の光を発光する赤外発光素子を発光手段に用い
、赤外領域の光に感度の高い赤外受光素子を受光手段に
用い、発光手段および受光手段に、可視光を遮断し赤外
光を通す光フィルターを設ける。これによって、外来光
の影響は小さくなる。またその実施例では、光フィルタ
ーの受光素子の光軸を覆う部分は、実質上光軸に直角な
平面にする。これによれば、光軸から大きくずれた位置
からの光は、入射角が臨界角を越えて赤外領域の波長で
あっても反射されることになり、更に外来光の影響が小
さくなる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に、本発明の装置を搭載したー形式の自動車の操
舵部とその近傍を示す。第１図を参照すると、ステアリ
ングホイール１０の中央部にステアリング操作ボード４
３が備わっている。ステアリング操作ボード４３の表面
には、この例では１６個のキースイッチを含むキーボー
ドＫＳＢが備わっている。

ステアリングホイール１０及びステアリング操作ボード
４３は、ステアリングコラム】５を介して車体に支持さ
れている。４２ａ及び４２ｂは、ステアリングホイール
１０を支持するスポークである。この例ではスポークは
２つ備わっている。後述するように、ステアリングホイ
ール１０が回動しても、ステアリング操作ボード４３は
回動しない構造になっている。

ステアリングホイール１０の先の方にインストルメント
パネル２０がある。インストルメントパネル２０のステ
アリングホイール１０と対向する部分に２図示しない多
数の計器（スピードメータ。

タコメータ、温度計、燃料計、油圧計等々）を配置した
表示パネル２１が備わっている。表示パネル２１のステ
アリングホイール側の面を除く部分は１日よけ２２に覆
われている。

日よけ２２の上方中央の下面に、受光ユニット３０が固
着されている。ステアリング操作ボード４３の上部の左
端および右端に、それぞれ発光ユニットＴＵＩおよびＴ
Ｕ２が備わっている。発光ユニツ１−ＴＵＩの光軸ＡＲ
ＩおよびＴＵ２の光軸ＡＲ２は、受光ユニット３０に向
けである。受光ユニット３０の光軸は、発光ユニットＴ
ＵＩとＴＵ２の中間位置に向けである。なお、操舵部は
チルト角調整が可能なため、ステアリング操作ボード４
３の位置つまり発光ユニットＴＵＩおよびＴＵ２の位置
は変わることがある。このため、この例では発光ユニッ
トＴｔＪ１．ＴＴＪ２及び受光ユニット３０の指向性を
比較的鈍く設定しである。

第３図に、ステアリング操作ボード４３等の断面構造を
示す。第３図を参照して説明する。第１サポート３８は
車輌のボディに固定されており、第１サポート３８に外
歯歯車３９が固着されている。４０がステアリングメイ
ンシャフトである。

第２サポート４Ｉは、ステアリングメインシャフト４０
と固着されており、第１サポート３８に対して回動自在
になっている。

第２サポー１−４１．ステアリングホイール１０および
スポーク４２　（４２ａ＋４２ｂ）は一体になっている
。ステアリング操作ボード４３は、第３サポート４４で
支持されている。第３サポート４４には、外歯歯車４５
が固着されている。第２サポート４１に、シャツ１〜４
６が回動自在に支持されている。

シャツ１−４６の両端には、それぞれ歯数の等しいビニ
オンギア４７および４８が固着されており、ピニオンギ
ア４７および４８は、それぞれ各両歯車３９および４５
と噛み合っている。外歯歯車３９と４５は互いに歯数が
等しくなっている。つまり、ステアリングホイール１０
が操作されてスポーク４２が回動すると、それによって
第２サポート４１が回動し、第２サポート４１に結合さ
れたステアリングメインシャフト４０が回動するが、こ
の際に、シャフト４６が外歯歯車３９および４５の外側
を公転し、そのシャフト４６に結合されたビニオンギア
４７および４８が互いに同一の回転をするので、外歯歯
車３９と４５の相対位置は変化しない。すなわち、ステ
アリング操作ボード４３は、ステアリングホイールが回
動しても、位置（回転角度）が変化しない。

この例では、ステアリング操作ボード４３が、２つの組
体４３ａ及び４３ｂでなっている。組体４３ａ上のプリ
ント基板ＰＣＢに後述する電気回路（１００及び２００
）が組込まれている。組体４３ｂに、キーボードＫＳＢ
が組込まれている。キーボードＫＳＢとプリント基板Ｐ
ＣＢは、コネクタＣＮを介して接続されている。

第１サポート３８及び第３サポート４４には、互いに対
向する位置に、それぞれ金属製のスリップリングＳＡＩ
及びＳＡ２が固着しである。第２サポート４Ｉの両面に
刷子ＢＡＩ及びＢＡ２が装着してあり、これらの一端が
、それぞれスリップリングＳＡＩ及びＳＡ２と電気的に
接触状態になっている。刷子ＢＡＩ及びＢＡ２は、互い
に電気的に接続されている。

組体４３ａの構造を第２図に示す。第２図を参照する。

発光ユニットＴＵＩには発光ダイオードＬＥ１が備わっ
ている。この発光ダイオードＬＥＩは、赤外領域の波長
の光を発する。発光ダイオードＬＥ＋は、基板６３上に
固着されている。基板６３は支持板６４に、予め所定の
傾きで固定されている。支持板６４は、組体４３ａ内の
所定位置に固着されている。

発光ダイオードＬ、Ｅ１の光軸を通る位置には、赤外領
域の波長の光のみを通す赤外フィルタ６１が配置しであ
る。発光ユニットＴＵ２は発光ユニットＴＵＩと同様の
構成である。１５０は、発光ユニットＴＵＩ及びＴＵ２
を付勢する電気回路である。組体４３ａの中央部に金属
製のケース６６があり、その中心に、シャツ１−４０を
通すための六６６ａが形成しである。

第４図に、受光ユニット３０の近傍を示す。第４図を参
照する。３１が受光ユニット３０のケースである。ケー
ス３１は基部３１ａでビスにより日よけ２２の内側に固
定しである。ケース３１の一端３１ｂに、フォトダイオ
ードＰＤが固着しである。このフォトダイオードＰＤは
、赤外領域の波長で高い感度を有し、可視光領域の波長
の感度は低い。

３２は、ケース３１内の電気回路とフォトダイオードＰ
Ｄとを接続するリード線である。受光ユニット３０の周
囲に、赤外フィルタ３４が備わっている。赤外フィルタ
３４は、ビス３５．３６によって１日よけ２２に固着さ
れている。赤外フィルタ３４の、受光ユニット３０の光
軸を通る面３４ａは、平面になっており、該光軸と実質
上直角に配置されている。

第５図に、ステアリング操作ボード４３の電気回路構成
を示す。第５図を参照すると、この回路には制御装置１
００．変調回路１５０．定電圧電源装置２００．キーボ
ードＫＳＢ等が備わっている。定電圧電源装置２００に
は、スリップリングＳＡ］、、ＳＡ２および刷子ＢＡＩ
、ＢＡ２を介して、バッテリー電圧ＶＢ（＋］２Ｖ）が
印加される。なお、ＩＧＳはイグニッションスイッチで
ある。定電圧電源装置２００は、直流定電圧Ｖ　ＣＣ（
＋　５　Ｖ）を生成する。

変調回路１５０には、ゲー１〜Ｇｌ、Ｇ２．Ｇ３゜Ｇ４
．発振器ｒｃ２＋　トランジスタＱ１等々が備わってい
る。変調回路１５０の出力端子に１発光ダイオードＬＥ
Ｉ及びＬＥ２（ＴＵ２に含まれる）が接続されている。

発振器ＩＣ２は、通常はその出力端子ＯＵＴに３Ｂ、４
　ＫＨｚの方形波を出力するが、そのリセット端子ＲＥ
ＳＥ丁に所定のレベルが印加されると、出力端子ＯＵＴ
は所定レベルに固定される。

変調回路１５０の入力端子は制御装置１００に接続され
ている。キーボードＫＳＨの１６個のキ−スイッチは、
マトリクス状に接続され、制御装置１００に接続されて
いる。この例では、キーボードの１６個の各スイッチを
、ワイパオフ、ワイパ間欠駆動、ワイパ低速駆動、ワイ
パ高速駆動、ライトオフ、ライト下向きオン、ライト上
向きオン。

車速制御オン／オフ、車速セット、車速リジューム、車
高設定「高」、車高設定「中」、車高設定「低」、サス
ベンジ曹ン減衰力１，２及び３の指定にそれぞれ割り当
てである。

制御装置１００は、キーボードＫＳＢのキースキャンを
行ない、いずれかのキースイッチが押されると、そのキ
ーに予め割当てたデジタルコードを、シリアル２値信号
として変調回路１５０に送出する。そのシリアル２値信
号の１周期は、この例では約４１７μＳｅｃに設定しで
ある。

従って、制御装置１００がデジタルコードを出力すると
、第５図に示すような、　３８．４　ＫＨｚの方形波信
号をその数周期毎に断続する形の波形で、発光ダイオー
ドＬＥＩ及びＬＥ２が付勢さ九る。

第６図に、受光ユニット３０と接続されたボディ側装置
の構成を示す。第６図を参照すると、この装置には、信
号処理回路３００．定電圧電源装置３１Ｏ２制御装置３
２０．ワイパ制御ユニット３３０、ライト制御ユニット
３４０．車速制御ユニツ１−３５０　、車高制御ユニッ
ト３６０及びサスペンション制御ユニソｌ−３７０が備
わっている。なお、ワイパ制御ユニット３３０．ライト
制御ユニット３４０、車速制御ユニット３５０．車高制
御ユニット３６０及びサスベンジ巨ン制御ユニット３７
０は従来より知られているものであり、この実施例にお
ける概略動作は次の通りである。

ワイパ制御ユニ７１−３３０は、入力端子、つまり従来
の各種スイッチを接続する端子の状態に応じて、図示し
ないワイパモータの、オフ、間欠駆動。

低速駆動及び高速駆動設定を行なう。ライト制御ユニッ
ト３４０は、入力端子の状態に応じてライトの、オフ、
下向きオン及び上向きオンの設定を行なう。

車速制御ユニット３５０は、予め記憶した車速か保持さ
れるように車速を自動制御するユニットであり、入力端
子の状態に応じて、車速制御オン／オフ、車速の記憶（
セット）及び記憶車速の再生（リジューム）を行なう。

車高制御ユニット３６０は、タイヤと車体との相対高さ
を予め定めた状態に自動調整するユニットであり、この
例では、入力端子の状態に応じて、「高」、ｒ中」及び
「低」の３段階のいずれかの車高に設定する。

サスペンション制御ユニソｌ−３７０は、タイヤと車体
との間に介挿されるショックアブソーバ内の流体の流量
を調整する電磁バルブの状態を制御するユニットであり
、この例では入力端子の状態に応じて、３段階のいずれ
かの流量、即ち減衰力が選択される。

ワイパ制御ユニット３３０．ライト制御ユニット３４０
、車速制御ユニット３５０．車高制御ユニノ１−３６０
及びサスペンション制御ユニソｌ−３７０の各入力端子
は、制御装置３２０の各出力端子に接続されている。定
電圧電源装置３１．０にはバッテリーからの電圧Ｖ　Ｂ
が印加される。

信号処理回路３００の入力端子に、前記受光ユニツト３
０のフォトダイオードＰＤが接続されている。

信号処理回路３００は、フォトダイオードＦＤを流れる
光電流を検出し、フォトダイオードＰＤが受光した光の
情報を、データ送信側（即ちステアリング操作ボード４
３）が発した２値データに変換し、それを信号ラインＳ
Ｇを介して制御装置３２０に出力する。

信号処理回路３００には、集積回路ＩＣＩ、共振回路９
０等々が備わっている。集積回路ＩＣＩは、日本電気（
株）製のμＰＣｌ３７３Ｈである。共振回路９０は、電
気コイルとコンデンサでなっており。

共振周波数は３８．４　Ｋｌ（ｚに設定しである。従っ
て、信号処理回路３００は、フォトダイオードＰＤが出
力する光電流の中から３８．４　ＫＨｚの成分のみを選
択的に増幅する。つまり、この例では送信側の光信号の
周波数が３８．４　Ｋ１１ｚに設定しであるので、送信
側が送る信号の成分のみを抽出し、ノイズ等を除去する
。これにより、外来光の影響も小さくなる。

制御装置３２０は、信号ラインＳＧの状態を常時監視し
、所定の信号が現われると、そのシリアル２値信号をデ
ジタルコードに変換し、そのデジタルコードに対応する
、予め定めた制御内容に応じて、各制御ユニット３３０
，３４０，３５０，３６０又は３７０に制御信号を出力
する。

つまり、ドライバがステアリング操作ボード４３上のキ
ースイッチ（Ｋ　Ｓ　Ｂ）を操作すれば、そのキースイ
ッチに応じたデジタルコード情報を含む光信号が発光ユ
ニットＴＵＩ及びＴＵ２から出力され、その光が受光ユ
ニツ］〜３０で受光され。

受光した光に含まれる情報が、ボディ側の装置で認識さ
れ、その結果に応じた車上電気機器制御が行なわれる。

［効果］ 以上のとおり１本発明によれば、ステアリング操作ボー
ド及びステアリングホイールの支持部分の構造を変える
必要がなく、専用のステアリングホイールも不要である
。しかも、受光素子は最小限１つですむので、取付けも
簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する装置髪搭載したー形式の自
動車の操舵部とその近傍を示す斜視図である。 第２図は、ステアリング操作ボード４３の一部を示す一
部切欠斜視図である。 第３図は、ステアリング操作ボード４３及びその支持機
構を示す一部切欠側面図である。 第４図は、第１図の受光ユニット３０とその近傍に示す
側面断面図である。 第５図は、ステアリング操作ボード４３の電気回路構成
を示すブロック図である。 第６図は、車輌のボディ側装置の電気回路構成を示すブ
ロック図である。 １０ニステアリングホイール Ｉ５ニステアリングコラム ２０：インス１−ルメントパネル ２１：表示パネル ２２：日よけ（遮光部材） ３０：受光ユニット　　　３１：ケース３４．６１，６
２：赤外フィルタ ３８：第１サポート　　　３９．４５：外歯歯車４０ニ
ステアリングメインシヤフト ４１：第２サポート ４２．４２ａ、４２ｂニスボーク ４３ニステアリング操作ボード ４４：第３サポー１−　　　９０７共振回路１００：制
御装置（Ｓ作ボード上制御手段）Ｉ５０：変調回路　　
　　３００：信号処理回路３２０：制御装置（車上制御
手段） ＴＵＩ、ＴＵ２：発光ユニット（発光手段）Ａ、Ｒ１，
ＡＲ２：光軸　　ＫＳＢ　：キーボードＰＤ：フォトダ
イオード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）インストルメントパネルの位置に、光軸をステア
   リングホイールの方に向けて配置した受光手段； 該受光手段の近傍で、その光軸を外れる部分を覆う遮光
   部材； ステアリングホイールの近傍に、該ステアリングホイー
   ルから浮かせて配置した、入力手段を備えるステアリン
   グ操作ボード； 該ステアリング操作ボード上の互いに異なる位置に、各
   々の光軸を前記受光手段に向けて配置した、複数の発光
   手段； 前記ステアリング操作ボード上に配置され、前記入力手
   段の出力に応じて前記複数の発光手段を付勢する操作ボ
   ード上制御手段； 前記受光手段が出力する電気信号に含まれる情報を認識
   し、その結果に応じて所定の車上電気機器を制御する車
   上制御手段； を備えるステアリング操作ボード信号伝送装置。
2. （２）操作ボード上制御手段は、伝送すべき情報の変化
   周期に比べて十分短い、定周期のクロックパルスを発生
   する発振器を備え、該クロックパルスと伝送すべき情報
   とを合成した信号で発光手段を付勢し、車上制御手段は
   、前記クロックパルスと実質上同一の周波数の信号を選
   択する周波数選択手段を備える、前記特許請求の範囲第
   （１）項記載のステアリング操作ボード信号伝送装置。
3. （３）前記発光手段は赤外領域の波長の光を発する赤外
   発光素子であり、前記受光手段は赤外領域の波長の光に
   対する感度が可視光領域の波長の光に対する感度より高
   い赤外受光素子であり、該発光手段及び受光手段は、可
   視光領域の波長の光を遮断して赤外領域の波長の光を通
   過する光波長選択手段を、該発光手段及び受光手段の光
   軸を含むそれらの周囲の少なくとも一部を覆う状態で備
   える、前記特許請求の範囲第（１）項記載のステアリン
   グ操作ボード信号伝送装置。
4. （４）前記受光手段を覆う前記光波長選択手段の、光軸
   を覆う部分は、該光軸に対して実質上直角な平面である
   、前記特許請求の範囲第（１）項記載のステアリング操
   作ボード信号伝送装置。
5. （５）受光手段は、前記遮光部材に支持された、前記特
   許請求の範囲第（１）項、第（２）項、第（３）項又は
   第（４）項記載のステアリング操作ボード信号伝送装置
   。