WO2024122438A1 - 操舵操作入力部材、操舵操作入力装置およびステアリング装置 - Google Patents

操舵操作入力部材、操舵操作入力装置およびステアリング装置 Download PDF

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WO2024122438A1
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steering
operation input
input member
arm
steering operation
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Inventor
友輔 安間
崇史 小塩
純 坂木
典夫 菊地
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a steering operation input member, a steering operation input device, and a steering device.
  • Patent Document 1 discloses a dial-type steering device that the driver can rotate with one hand.
  • An object of the present invention is to provide a steering operation input member, a steering operation input device, and a steering system that can improve operability.
  • the steering operation input member has a rotating shaft that rotates around an axis, a first operating part provided on the rotating shaft, and a second operating part that is connected to the rotating shaft and has a different length from the center of rotation of the rotating shaft than the first operating part.
  • the driver can selectively use the first operating unit and the second operating unit, improving operability.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a steering device 1 of a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the steering operation input member 2 of the first embodiment as viewed from the right rear of the vehicle.
  • 4A to 4C are diagrams illustrating a method of operating the steering operation input member 2 of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing the steering operation input member 2 of the second embodiment as viewed from above.
  • FIG. 11 is a perspective view of a steering operation input member 2 of a third embodiment as viewed from the right rear of the vehicle.
  • FIG. 11 is a perspective view of a steering operation input member 2 of a fourth embodiment, as viewed from the right rear of the vehicle.
  • FIG. 13 is a perspective view of a steering operation input member 2 of a fifth embodiment, as viewed from the right rear of the vehicle.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a steering device 1 according to a first embodiment.
  • the steering device 1 of the first embodiment is a so-called steer-by-wire type steering device in which a steering operation input member 2 and a rack bar (steered shaft) 3 are mechanically separated from each other.
  • the steering device 1 includes a steering operation input device 4 and a turning device 5 .
  • the steering operation input device 4 has a steering operation input member 2, a steering angle sensor 6, and a steering ECU (output unit) 7.
  • the steering operation input member 2 is a member to which the driver's steering operation is input, and has a dial 8, a first arm 9, a second arm 10, a minute steering angle adjustment arm 11, and a rotating shaft (hereinafter, shaft 18).
  • the dial 8 or the minute steering angle adjustment arm 11 is a first operation unit that is steered when a first steering angle is applied to the front wheels 13.
  • the first arm 9 and the second arm 10 are second operation units that are steered when a second steering angle larger than the first steering angle is applied to the front wheels 13. A detailed configuration of the steering operation input member 2 will be described later.
  • the steering angle sensor 6 detects the steering angle (operation amount) of the steering operation input member 2, specifically, the rotation angle of the steering operation input member 2.
  • the steering ECU 7 outputs a steering command based on the steering angle detected by the steering angle sensor 6 to a steering ECU 16 of the steering device 5, which will be described later.
  • the steering command is, for example, a value proportional to the steering angle of the steering operation input member 2.
  • the steering device 5 has a rack bar 3, a tie rod 12, front wheels (wheels) 13, a rack bar position sensor 14, a steering motor (steering actuator) 15, and a steering ECU 16.
  • the rack bar 3 is movable in the vehicle width direction, and steers the front wheels 13 via the tie rod 12 according to the movement.
  • the rack bar position sensor 14 detects the position of the rack bar 3, and outputs a steering angle signal according to the detected position to the steering ECU 16. Since the steering angle (steering angle) of the front wheels 13 is uniquely determined according to the position of the rack bar 3, the steering angle signal is a signal related to the steering angle of the front wheels 13.
  • the steering motor 15 imparts thrust to the rack bar 3 based on a drive command from the steering ECU 16.
  • the steering ECU 16 generates a drive command for driving the steering motor 15 based on the steering command and various signals from the external sensor 17, and outputs the drive command to the steering motor 15.
  • the external sensor 17 is, for example, a vehicle speed sensor, and corrects the steering command to be smaller as the vehicle speed increases.
  • Fig. 2 is a perspective view of the steering operation input member 2 of the first embodiment as viewed from the right rear of the vehicle.
  • the steering operation input member 2 of the first embodiment is installed on the center console CC.
  • the dial 8 has an axis parallel to the shaft 18 extending in the vertical direction, and rotates around the axis.
  • the x-axis is set in a direction along the shaft 18, and the vertical upward direction in the x-axis direction is referred to as the x-axis positive direction, and the vertical downward direction is referred to as the x-axis negative direction.
  • the radial direction with respect to the shaft 18 is referred to as the radial direction, and the direction around the shaft 18 is referred to as the circumferential direction.
  • the dial 8 is provided on the shaft 18, is formed in a cylindrical shape with a bottom, and has a support portion 19 and a side portion 20.
  • the support portion 19 extends radially outward from the shaft 18, and the driver's hand can be placed on it.
  • the support portion 19 is formed flat and has a diameter of, for example, 50 mm.
  • the side portion 20 extends in the negative x-axis direction from the radial outside of the support portion 19.
  • the side portion 20 is divided into two in the x-axis direction, an upper member 20a and a lower member 20b.
  • the upper member 20a and the lower member 20b of the side portion 20 both rotate integrally with the shaft 18.
  • the dial 8 may be formed integrally with the shaft 18.
  • the first arm 9 and the second arm 10 are connected to the shaft 18 and extend radially outward from the lower member 20b.
  • the first arm 9 and the second arm 10 have the same shape.
  • the first arm 9 and the second arm 10 may be connected to the shaft 18 via the lower member 20b as in the first embodiment, or may be connected to the shaft 18 without the lower member 20b.
  • the first arm 9 and the second arm 10 are arranged in symmetrical positions with respect to the dial 8 when the dial 8 is in the neutral position.
  • the neutral position of the dial 8 is the rotational position of the dial 8 when the vehicle is traveling straight, i.e., when the steering angle of the front wheels 13 is zero.
  • a play may be set within a range of several degrees to the left and right from the neutral position of the dial 8.
  • the steering operation input member 2 is constantly biased toward the neutral position. In other words, when the driver operates the steering operation input member 2, a steering reaction force is always generated.
  • a motor or a spring may be used as a means for generating this steering reaction force (biasing force).
  • the steering operation input member 2 can rotate about 180° to the left and right from the neutral position.
  • the front wheels 13 reach their maximum steering angle (maximum steering angle) when the rotation angle of the steering operation input member 2 is maximum ( ⁇ 180°).
  • the first steering angle refers to, for example, when a steering dead zone is set, the dial 8 is rotated beyond the steering dead zone, and the front wheels 13 actually turn at the steering angle. This is when the angle by which the dial 8 is rotated is very small (when fine adjustments are being made).
  • the second steering angle refers to a steering angle that is larger than the first steering angle and causes the front wheels 13 to turn.
  • the minute steering angle adjustment arm 11 is disposed on the rear side of the vehicle with respect to the dial 8 when the dial 8 is in the neutral position.
  • the minute steering angle adjustment arm 11 may be used when applying a first steering angle to the front wheels 13.
  • the shape of the minute steering angle adjustment arm 11 may be the same as that of the first arm 9 and the second arm 10.
  • the arms 9, 10, 11 are disposed at equal intervals (120 degree pitch) in the circumferential direction.
  • the length and height (position in the x-axis direction) of the arms 9, 10, 11 are the same.
  • Balls 21, 22, 23 are attached to the tip of each arm 9, 10, 11.
  • the balls 21, 22, 23 have the same shape and are formed to a size (for example, about 28 mm) that the driver can pick up with his/her fingers.
  • the radial length of each arm 9, 10, 11 is 40 to 50 mm.
  • FIG. 3 is a diagram showing a method of operating the steering operation input member 2 of the first embodiment.
  • the dial 8 or the rear ball 23 is operated.
  • the dial 8 is operated by rotating the wrist, and the rear ball 23 is operated by moving the wrist left and right.
  • a finger between the first arm 9 and the second arm 10 on the front side of the dial 8 it is possible to prepare for a transition to a medium steering angle operation, which will be described later.
  • the waiting fingers when performing a steering operation to give a second steering angle to the front wheels 13 (at a middle steering angle operation), the waiting fingers are moved from the state shown in Fig. 3(a) to the first arm 9 or the second arm 10, and the first arm 9 or the second arm 10 is pulled with two fingers.
  • the index finger and middle finger are used to pull the first arm 9, and in the case of left-hand steering, the ring finger and little finger are used to pull the second arm 10.
  • the index finger and middle finger are used to pull the first arm 9
  • the ring finger and little finger are used to pull the second arm 10.
  • Dial-type steering devices are known as new steering devices to replace conventional steering wheels, but because the dial cannot be changed, the operating angle range must be narrowed. If the steering gear ratio is increased, the vehicle behavior becomes sensitive to steering operations, so a certain degree of skill is required to drive. In addition, when changing the dial grip, there is a possibility that the vehicle behavior will be affected when changing the grip. Therefore, there is a demand for improved operability. In contrast, in the steering device 1 of the first embodiment, when the driver wants to perform a steering operation beyond the movable range of the driver's wrist, the driver can continue the operation by touching the second operation unit different from the first operation unit.
  • the operation angle range is set wider, which suppresses the vehicle behavior from becoming too sensitive to the steering operation, and the driver can operate by selectively using the first operation unit and the second operation unit according to the desired steering angle, thereby improving operability.
  • the first operating unit has a dial 8 that rotates around a shaft 18, and the second operating unit has a first arm 9 and a second arm 10 that are steered to a greater extent than the dial 8.
  • the dial 8 allows for easy fine adjustment in the small steering angle operation range.
  • the first arm 9 and the second arm 10 allow for quick and stable operation using multiple fingers in the medium/large steering angle operation range. Therefore, operability can be improved by selectively using the dial 8 and each arm 9, 10 depending on the magnitude of the steering angle.
  • the dial 8 extends radially outward from the shaft 18 and has a resting portion 19 on which the driver's hand can be placed, and a side portion 20 extending in the x-axis direction from the radially outer side of the resting portion 19, and the first arm 9 and the second arm 10 each extend radially outward from the dial 8.
  • This allows the driver to place his/her hand on the resting portion 19 in the small steering angle operation region and operate the dial 8 by rotating the wrist in a comfortable position, improving operability.
  • the driver can hook his/her fingers on each of the arms 9, 10 extending from the dial 8 to prepare for a transition to a medium steering angle operation, enabling a smooth change in operation from a small steering angle to a medium/large steering angle, improving operability.
  • the first arm 9 and the second arm 10 are disposed at positions symmetrical to the left and right of the dial 8 when the dial 8 is in the neutral position. By disposing the two arms 9, 10 at equal positions from the dial 8, operability is further improved.
  • the first operating portion may have a minute steering angle adjustment arm 11 extending radially outward from the dial 8, and the minute steering angle adjustment arm 11 is disposed on the rear side of the vehicle with respect to the dial 8 when the dial 8 is in the neutral position. This improves operability because in the minute steering angle operation range, the wrist can be placed on the minute steering angle adjustment arm 11 and steering can be performed by moving the wrist left and right in a comfortable position.
  • the first arm 9, second arm 10 and minute steering angle adjustment arm 11 have balls 21, 22 and 23 that the driver can pinch with his fingers. Therefore, in the large steering angle operation range, large operation is possible by pinching the right ball 21 or the left ball 22, making it easier to turn the first arm 9 and the second arm 10. Furthermore, since it is possible to smoothly switch from dial operation, operability during large steering angle operation is improved. Also, with the minute steering angle adjustment arm 11, the rear ball 23 makes it easier to place the wrist, and since the wrist is fixed, fine adjustments can be made even easier by operating the wrist.
  • FIG. 4 is a view of the steering operation input member 2 of the second embodiment as viewed from above.
  • the steering operation input member 2 of the second embodiment differs from that of the first embodiment in that the rear ball 23 has a larger diameter than the right ball 21 and the left ball 22.
  • the first ball 21 and the second ball 22 have the same shape.
  • the neutral position of the steering operation input member 2 can be intuitively understood by distinguishing between the right ball 21 and the left ball 22 of the first arm 9 and the second arm 10 and the rear ball 23 of the minute steering angle adjustment arm 11.
  • the diameter of the rear ball 23 it becomes easier to place the wrist on the rear ball 23 and to fix the wrist.
  • FIG. 5 is a perspective view of the steering operation input member 2 of the third embodiment as viewed from the rear right side of the vehicle.
  • the steering operation input member 2 of the third embodiment differs from the first embodiment in that the positions of the arms 9, 10, and 11 in the x-axis direction can be set arbitrarily.
  • a long hole 24 extending in the x-axis direction is formed in the side portion 20 of the dial 8 at a position corresponding to each of the arms 9, 10, and 11.
  • each of the arms 9, 10, and 11 in the x-axis direction can be set arbitrarily within a predetermined range (within the range of the length of the long hole 24) with respect to the dial 8.
  • the minute steering angle adjustment arm 11 is set on the positive x-axis direction side (vertically upward side) of the first arm 9 and the second arm 10.
  • the mounting positions of the balls 21, 22, 23 in the x-axis direction can be changed as desired, so that the balls 21, 22, 23 can be set to the desired height for each driver, improving operability. Since the rear ball 23 in the third embodiment is located vertically above the right ball 21 and the left ball 22, by distinguishing between the right ball 21 and the left ball 22 of the first arm 9 and the second arm 10 and the rear ball 23 of the minute steering angle adjustment arm 11, the neutral position of the steering operation input member 2 can be intuitively understood. Furthermore, when the rear ball 23 is set on the x-axis direction side (vertically above) of the placement portion 19, it becomes easier to place the wrist on the rear ball 23 and to fix the wrist.
  • FIG. 6 is a perspective view of the steering operation input member 2 of the fourth embodiment, as viewed from the rear right side of the vehicle.
  • the steering operation input member 2 of the fourth embodiment differs from that of the first embodiment in that the arms 9, 10, 11 are not arranged at equal intervals (120 degree pitch) in the circumferential direction.
  • the arms 9, 10, 11 and the balls 21, 22, 23 have the same shape.
  • the first arm 9 and the second arm 10 are positioned symmetrically with respect to the dial 8 when the dial 8 is in the neutral position, but are arranged in different positions so that when the center points of the balls 21, 22, and 23 are connected, an isosceles triangle is drawn on a plane including the three center points.
  • the neutral position of the steering operation input member 2 can be intuitively and easily understood by changing the positions of the first arm 9 and the second arm 10. Also, for example, when the driver places his/her hand on the support portion 19, the driver can place his/her fingers on both the first arm 9 and the second arm 10. In this case, the first arm 9 and the second arm 10 are always in contact with the driver's fingers regardless of the position of the driver's wrist, so it is intuitively easy to know in which direction the steering operation input member 2 is facing (how much operation has been applied), and the direction in which the vehicle is moving can be recognized.
  • FIG. 7 is a perspective view of the steering operation input member 2 of the fifth embodiment, as viewed from the rear right side of the vehicle.
  • the steering operation input member 2 of the fifth embodiment has a dial 8 as a first operation part, and a third arm 25 as a second operation part.
  • the third arm 25 is disposed on the rear side of the vehicle with respect to the dial 8 when the dial 8 is in the neutral position.
  • a rear ball 26 is attached to the tip of the third arm 25.
  • the rear ball 26 is formed to a size that can be held by the driver's fingers.
  • the operation method of the steering operation input member 2 in the fifth embodiment will be described.
  • driving straight and when performing a small steering angle operation it is the same as in the first embodiment, and the dial 8 is rotated.
  • the third arm 25 is rotated by placing the thumb on it and pushing it.
  • the rear ball 26 is pinched and the third arm 25 is rotated. Therefore, when the driver wants to perform a steering operation beyond the range of motion of the driver's wrist, the driver can continue the operation continuously by touching the second operation part separate from the first operation part.
  • the angle range of operation is set wider, which suppresses the vehicle behavior from becoming too sensitive to the steering operation, and the driver can operate by selectively using the first operation part and the second operation part depending on the desired steering angle, thereby improving operability.
  • the steering operation input device is installed in the center console, but the steering operation input device can be installed in any position as long as it is located where the driver can operate it.
  • the dial mounting portion may be formed in a convex shape.
  • the configuration may be such that when the driver operates the dial, only the upper member of the side portion rotates relative to the shaft, and when the driver operates the arm, the upper and lower members rotate together relative to the shaft.
  • the ball may be configured to be rotatable relative to the arm about an axis of rotation parallel to the axis of rotation of the dial.
  • the first arm 9, the second arm 10, the minute steering angle adjustment arm 11 and the third arm 25 may be extended in any direction.
  • the minute steering angle adjustment arm 11 and the third arm 25 are extended rearward of the vehicle relative to the dial 8, but they may be extended forward of the vehicle relative to the dial 8. In this case, it becomes easier to recognize the traveling direction of the vehicle when making small steering turns.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modified examples.
  • the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

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Abstract

操作性を向上できる操舵操作入力部材、操舵操作入力装置およびステアリング装置を提供する。操舵操作入力部材は、軸線周りに回転するシャフトと、シャフトに設けられるダイヤルと、シャフトに接続され、シャフトの回転中心からの長さがダイヤルに対して異なる第１アームおよび第２アームと、を有する。

Description

操舵操作入力部材、操舵操作入力装置およびステアリング装置
　本発明は、操舵操作入力部材、操舵操作入力装置およびステアリング装置に関する。
　特許文献１には、運転者が片手で回転操作可能なダイヤル型の操舵装置が開示されている。
特開2020-172135号公報
　しかしながら、上記従来技術にあっては、運転者はダイヤル操作のみで全舵角領域を操作する必要があるため、操作性を向上させることが求められる。
  本発明の目的の一つは、操作性を向上できる操舵操作入力部材、操舵操作入力装置およびステアリング装置を提供することにある。
　本発明の一実施形態における操舵操作入力部材は、軸線周りに回転する回転軸と、前記回転軸に設けられる第１の操作部と、前記回転軸に接続され、前記回転軸の回転中心からの長さが前記第１の操作部に対して異なる第２の操作部と、を有する。
　よって、本発明の一実施形態にあっては、運転者は第１の操作部と第２の操作部とを使い分けて操作が可能なため、操作性を向上できる。
実施形態１のステアリング装置1の概略図である。 実施形態１の操舵操作入力部材2を車両の右側後方から見た斜視図である。 実施形態１の操舵操作入力部材2の操作方法を示す図である。 実施形態２の操舵操作入力部材2を上方側から見た図である。 実施形態３の操舵操作入力部材2を車両の右側後方から見た斜視図である。 実施形態４の操舵操作入力部材2を車両の右側後方から見た斜視図である。 実施形態５の操舵操作入力部材2を車両の右側後方から見た斜視図である。
　〔実施形態１〕
  図１は、実施形態１のステアリング装置1の概略図である。
  実施形態１のステアリング装置1は、操舵操作入力部材2とラックバー（転舵軸）3とが機械的に切り離された、いわゆるステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置である。
  ステアリング装置1は、操舵操作入力装置4および転舵装置5を備える。
　操舵操作入力装置4は、操舵操作入力部材2、操舵角センサ6および操舵ECU（出力部）7を有する。
  操舵操作入力部材2は、運転者の操舵操作が入力されるものであって、ダイヤル8、第１アーム9、第２アーム10微小舵角調整用アーム11および回転軸（以下、シャフト18）を有する。ダイヤル8または微小舵角調整用アーム11は、前輪13に第１の舵角を与えるときに操舵操作される第１の操作部である。一方、第１アーム9および第２アーム10は、前輪13に第１の舵角よりも大きい第２の舵角を与えるときに操舵操作される第２の操作部である。操舵操作入力部材2の詳細な構成については後述する。操舵角センサ6は、操舵操作入力部材2の操舵角（操作量）、具体的には、操舵操作入力部材2の回転角度を検出する。操舵ECU7は、操舵角センサ6により検出された操舵角に基づく転舵指令を、後述する転舵装置5の転舵ECU16へ出力する。転舵指令は、例えば、操舵操作入力部材2の操舵角に比例した値とする。
　転舵装置5は、ラックバー3、タイロッド12、前輪（車輪）13、ラックバー位置センサ14および転舵モータ（転舵アクチュエータ）15および転舵ECU16を有する。ラックバー3は、車幅方向に移動可能であり、移動用に応じてタイロッド12を介して前輪13を転舵させる。ラックバー位置センサ14は、ラックバー3の位置を検出し、検出した位置に応じた転舵角信号を、転舵ECU16へ出力する。前輪13の舵角（転舵角）は、ラックバー3の位置に応じて一意に決まるため、転舵角信号は、前輪13の舵角に関する信号である。転舵モータ15は、転舵ECU16からの駆動指令に基づき、ラックバー3に推力を付与する。
  転舵ECU16は、転舵指令および外部センサ17からの種々の信号に基づいて、転舵モータ15を駆動するための駆動指令を生成し、転舵モータ15へ出力する。外部センサ17は、例えば車速センサ等であり、車速が高いほど転舵指令を小さく補正する。
　次に、図２を加えて、操舵操作入力装置4の構成について詳細に説明する。図２は、実施形態１の操舵操作入力部材2を車両の右側後方から見た斜視図である。
  実施形態１の操舵操作入力部材2は、センターコンソールCCに設置されている。ダイヤル8は、鉛直方向に延びるシャフト18に平行な軸線であって、該軸線を中心に回転する。以下、シャフト18に沿う方向にx軸を設定し、x軸方向のうち鉛直上向きの方向をx軸正方向、鉛直下向きの方向をx軸負方向と称す。また、シャフト18に対する放射方向を径方向、シャフト18周りの方向を周方向とする。
　ダイヤル8は、シャフト18に設けられ、有底の円筒状に形成され、載置部19および側面部20を有する。載置部19は、シャフト18から径方向の外方に拡がり、運転者の手を載置可能である。載置部19は平坦に形成され、その直径は例えば50mmである。側面部20は、載置部19の径方向の外側からx軸負方向に延びる。側面部20は、x軸方向において、上側部材20aと下側部材20bとに二分割されている。側面部20の上側部材20aおよび下側部材20bは、共にシャフト18と一体に回転する。なお、ダイヤル8は、シャフト18と一体に形成されてもよい。第１アーム9および第２アーム10は、シャフト18に接続され、下側部材20bから径方向の外方に延びる。第１アーム9および第２アーム10は、同一形状である。なお、第１アーム9および第２アーム10は、本実施形態１のように、下側部材20bを介してシャフト18に接続されてもよいし、下側部材20bを介さずに、シャフト18に接続されてもよい。
　第１アーム9および第２アーム10は、ダイヤル8が中立位置のとき、ダイヤル8に対して左右対称な位置に配置されている。ダイヤル8の中立位置とは、車両の直進時、すなわち前輪13の舵角ゼロに対応するダイヤル8の回転位置である。なお、ダイヤル8の中立位置から左右数度の範囲に遊び（操舵不感帯）を設定してもよい。操舵操作入力部材2は、中立位置に向かって常時付勢されている。つまり、運転者が操舵操作入力部材2を操作すると、常に操舵反力が発生する。この操舵反力（付勢力）の発生手段としては、モータを用いてもよいし、スプリングを用いてもよい。なお、操舵操作入力部材2は、中立位置から左右にそれぞれ180°程度回転可能である。前輪13は、操舵操作入力部材2の回転角度が最大（≒180°）のとき最大舵角（最大転舵角）となる。ここで、前述した第１の舵角と第２の舵角とについて挙げると、第１の舵角は、例えば、操舵不感帯を設定した場合は、ダイヤル8を操舵不感帯以上に回転させ、実際に前輪13が転舵する舵角のときを指す。これは、ダイヤル8を回転させる角度が微小であるとき（微調整を行うとき）である。また、第２の舵角は、第１の舵角よりも大きく、前輪13が転舵する舵角のときを指す。
　微小舵角調整用アーム11は、ダイヤル8が中立位置のとき、ダイヤル8に対して車両の後方側に配置されている。前輪13に第１の舵角を与えるときには、微小舵角調整用アーム11を使用してもよい。微小舵角調整用アーム11の形状は、第１アーム9および第２アーム10と同一形状でもよい。同一形状である本実施形態１の場合、各アーム9,10,11は周方向に等間隔（120度ピッチ）で配置されている。各アーム9,10,11の長さおよび高さ（x軸方向の位置）は同じである。各アーム9,10,11の先端には、ボール21,22,23が取り付けられている。各ボール21,22,23は、同一形状であり、運転者が指で摘める大きさ（例えば28mm程度）に形成されている。各アーム9,10,11の径方向の長さは、40～50mmとする。
　図３は、実施形態１の操舵操作入力部材2の操作方法を示す図である。
  図３(a)に示すように、直進時および前輪13に第１の舵角を与える操舵操作時（微小舵角操作時）は、ダイヤル8または後方ボール23を操作する。ダイヤル8は、手首を回転させて操作し、後方ボール23は、手首を左右に動かして操作する。このとき、ダイヤル8の前方側であって、第１アーム9と第２アーム10との間に指を掛けておくことにより、後述する中舵角操作時への移行に備えられる。
  図３(b)に示すように、前輪13に第２の舵角を与える操舵操作時（中舵角操作時）は、図３(a)の状態から、待機中の指を第１アーム9または第２アーム10に移動させて、第１アーム9または第２アーム10を二本指で引き操作する。右操舵の場合は人差し指と中指を使って第１アーム9を引き操作し、左操舵の場合は薬指と小指を使って第２アーム10を引き操作する。
  図３(c)に示すように、前輪13に第２の舵角を与えるときであって、更に大きな舵角を与える操舵操作時（大舵角操作時）は、図３(b)の状態から、第１アーム9または第２アーム10の右側ボール21または左側ボール22を摘んで引き操作する。
　次に、実施形態１の作用効果を説明する。
  従来のステアリングホイールに代わる新操縦デバイスとして、ダイヤル型の操舵装置が知られているが、ダイヤルは持ち替えができないため、操作角度領域を狭くせざるを得ない。ステアリングギヤ比を高くすると、操舵操作に対して車両挙動が過敏となるため、運転にある程度の習熟を要する。また、ダイヤルの持ち替えを行う場合には、持ち替えるときに、車両の挙動に影響を及ぼす可能性がある。したがって、操作性を向上させることが求められる。
  これに対し、実施形態１のステアリング装置1は、運転者が、運転者の手首の可動域を超えて操舵操作をしたいときに、第１の操作部とは別の第２の操作部を触りにいくことで、操作を連続的に続けられることができる。そして、従来のダイヤルのみで全舵角領域を操作する場合と比べて、操作の角度領域を広く設定し、これによって、操舵操作に対して車両挙動が過敏となることを抑制しつつ、かつ、運転者が、欲しい舵角に応じて第１の操作部と第２の操作部とを使い分けて操作が可能なため、操作性を向上できる。
　第１の操作部は、シャフト18を中心に回転するダイヤル8を有し、第２の操作部は、ダイヤル8よりも大きく操舵操作される第１アーム9および第２アーム10を有する。ダイヤル8は微小舵角操作領域での微調整が容易である。一方、第１アーム9および第２アーム10は、中／大舵角操作領域で複数指を使用して素早くかつ安定した操作が可能である。よって、舵角の大きさに応じてダイヤル8と各アーム9,10とを使い分けることにより、操作性を向上できる。
  ダイヤル8は、シャフト18から径方向の外方へ拡がり、運転者の手を載置可能な載置部19と、載置部19の径方向の外側からx軸方向に延びる側面部20と、を有し、第１アーム9および第２アーム10は、ダイヤル8から径方向の外方へそれぞれ延びる。これにより、微小舵角操作領域では載置部19に手を載せ、楽な姿勢でダイヤル8を手首の回転で操作できるため、操作性が向上する。また、ダイヤル8から延びる各アーム9,10に指を掛け、中舵角操作時への移行に備えられるため、微小舵角から中/大舵角へのスムーズな操作変更が可能となり、操作性が向上する。
　第１アーム9および第２アーム10は、ダイヤル8が中立位置のとき、ダイヤル8に対して左右対称な位置に配置される。ダイヤル8から等位置に２つのアーム9,10が配置されることにより、操作性がより向上する。
  第１の操作部は、ダイヤル8から径方向の外方に延びる微小舵角調整用アーム11を有する場合もあり、微小舵角調整用アーム11は、ダイヤル8が中立位置のとき、ダイヤル8に対して車両の後方側に配置される。これにより、微小舵角操作領域では微小舵角調整用アーム11に手首を載せ、楽な姿勢で手首の左右移動でもって操舵操作できるため、操作性が向上する。
　第１アーム9、第２アーム10および微小舵角調整用アーム11は、運転者が指で摘めるボール21,22,23を有する。よって、大舵角操作領域では、右側ボール21または左側ボール22の摘み操作により大きな操作が可能であり、第１アーム9および第２アーム10が回し易くなる。さらに、ダイヤル操作からの持ち替えがスムーズに行えるため、大舵角操作時の操作性を向上できる。また、微小舵角調整用アーム11では、後方ボール23があることで手首がより置き易くなり、手首が固定されるため、さらに手首操作での微調整が容易となる。
　〔実施形態２〕
  実施形態２の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
  図４は、実施形態２の操舵操作入力部材2を上方側から見た図である。
  実施形態２の操舵操作入力部材2は、後方ボール23が右側ボール21および左側ボール22よりも大径である点で実施形態１と相違する。第１ボール21および第２ボール22は同一形状である。
　実施形態２では、第１アーム9および第２アーム10の右側ボール21および左側ボール22と、微小舵角調整用アーム11の後方ボール23とを区別することにより、操舵操作入力部材2の中立位置を直感的に分かり易くできる。また、後方ボール23の直径を大きくすることにより、後方ボール23に手首を載せ易くなると共に、手首を固定し易くなる。
　〔実施形態３〕
  実施形態３の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
  図５は、実施形態３の操舵操作入力部材2を車両の右側後方から見た斜視図である。
  実施形態３の操舵操作入力部材2は、各アーム9,10,11のx軸方向の位置を任意に設定可能である点で実施形態１と相違する。ダイヤル8の側面部20であって、各アーム9,10,11と対応する位置には、x軸方向に延びる長穴24がそれぞれ形成されている。各アーム9,10,11は、ダイヤル8に対し、x軸方向の位置を所定の範囲内（長穴24の長さの範囲内）で任意に設定できる。なお、実施形態３では、微小舵角調整用アーム11を、第１アーム9および第２アーム10よりもx軸正方向側（鉛直上方側）に設定している。
　実施形態３の操舵操作入力部材2では、x軸方向における各ボール21,22,23の取り付け位置を任意に変更可能であるため、運転者毎に各ボール21,22,23を好みの高さに設定でき、操作性を向上できる。
  実施形態３の後方ボール23は、右側ボール21および左側ボール22よりも鉛直上方に位置するため、第１アーム9および第２アーム10の右側ボール21および左側ボール22と、微小舵角調整用アーム11の後方ボール23とを区別することにより、操舵操作入力部材2の中立位置を直感的に分かり易くできる。また、更に、後方ボール23が載置部19よりもx軸方向側（鉛直上方側）に設定されると、後方ボール23に手首を載せ易くなると共に、手首を固定し易くなる。
　〔実施形態４〕
　実施形態４の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
  図６は、実施形態４の操舵操作入力部材2を車両の右側後方から見た斜視図である。
　実施形態４の操舵操作入力部材2は、各アーム9,10,11が、周方向に等間隔（120度ピッチ）で配置されていない点で実施形態１と相違する。各アーム9,10,11や各ボール21,22,23は同一形状である。
  第１アーム9および第２アーム10は、ダイヤル8が中立位置のとき、ダイヤル8に対して左右対称な位置ではあるが、その配置位置が異なり、各ボール21,22,23の中心点を結んだとき、その３つの中心点を含む平面において、二等辺三角形が描けるように配置されている。
　実施形態４では、第１アーム9および第２アーム10の配置位置を変えることにより、操舵操作入力部材2の中立位置を直感的に分かり易くできる。また、例えば、運転者の手を載置部19に載置するとき、運転者の指を第１アーム9と第２アーム10との両方に掛けておくことができる。この場合、運転者の手首の位置によらず、第１アーム9と第２アーム10とが常に運転者の指に触れることになるため、操舵操作入力部材2がどの方向を向いているのか（どのくらいの操作量を付与したのか）が直観的に分かり易く、車両が進む方向を認識することができる。
  実施形態５の基本的な構成は実施形態１と同様であるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
  図７は、実施形態５の操舵操作入力部材2を車両の右側後方から見た斜視図である。
  実施形態５の操舵操作入力部材2は、第１の操作部としてのダイヤル8と、第２の操作部としての第３アーム25と、を有する。第３アーム25は、ダイヤル8が中立位置のとき、ダイヤル8に対して車両の後方側に配置されている。第３アーム25の先端には、後方ボール26が取り付けられている。後方ボール26は、運転者が指で摘める大きさに形成されている。
　実施形態５の操舵操作入力部材2の操作方法を説明すると、直進時および微小舵角操作時は、実施形態１と同様であり、ダイヤル8を回転操作する。中舵角操作時は、例えば、第３アーム25に親指を掛けて押し操作することにより、第３アーム25を回転させる。大舵角操作時は、後方ボール26を摘んで第３アーム25を回転させる。したがって、運転者が、運転者の手首の可動域を超えて操舵操作をしたいときに、第１の操作部とは別の第２の操作部を触りにいくことで、操作を連続的に続けられることができる。そして、従来のダイヤルのみで全舵角領域を操作する場合と比べて、操作の角度領域を広く設定し、これによって、操舵操作に対して車両挙動が過敏となることを抑制しつつ、かつ、運転者が、欲しい舵角に応じて第１の操作部と第２の操作部とを使い分けて操作が可能なため、操作性を向上できる。
　〔他の実施形態〕
  以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
  例えば、実施形態１では、操舵操作入力装置をセンターコンソールに設置したが、操舵操作入力装置は、運転者が操作可能な位置であれば任意の位置に設置可能である。
  ダイヤルの載置部を凸形状としてもよい。
　運転者がダイヤルを操作している場合には側面部の上側部材のみがシャフトに対して回転し、運転者がアームを操作している場合には上側部材と下側部材とがシャフトに対して一体に回転する構成としてもよい。
  ボールをアームに対して、ダイヤルの回転軸と平行な回転軸線周りに回転可能な構成としてもよい。
　また、第１アーム9、第２アーム10、微小舵角調整用アーム11および第３アーム25は、任意の方向に延出させるようにしてもよい。特に、上記各実施形態においては、微小舵角調整用アーム11および第３アーム25を、ダイヤル8に対して車両の後方に延出させているが、ダイヤル8に対して車両の前方に延出させるようにしてもよく、この場合には、小操舵時における車両の進行方向が認識しやすくなる。
　尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　本願は、２０２２年１２月５日付出願の日本国特許出願第２０２２－１９３９０１号に基づく優先権を主張する。２０２２年１２月５日付出願の日本国特許出願第２０２２－１９３９０１号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
1…ステアリング装置、2…操舵操作入力部材、3…ラックバー（転舵軸）、4…操舵操作入力装置、7…操舵ECU（出力部）、8…ダイヤル（第１の操作部）、9…第１アーム（第２の操作部）、10…第２アーム（第２の操作部）、11…微小舵角調整用アーム、13…前輪（車輪）、15…転舵モータ（転舵アクチュエータ）、18…シャフト（回転軸）、19…載置部、20…側面部、21…右側ボール、22…左側ボール、23…後方ボール

Claims (13)

  1. 　運転者の操舵操作が入力される操舵操作入力部材であって、
    　軸線周りに回転する回転軸と、
    　前記回転軸に設けられる第１の操作部と、
    　前記回転軸に接続され、前記回転軸の回転中心からの長さが前記第１の操作部に対して異なる第２の操作部と、
    　を有する操舵操作入力部材。
  2. 　請求項１に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記第１の操作部は、前記車輪に第１の舵角を与えるときに操舵操作され、
    　前記第２の操作部は、前記車輪に前記第１の舵角よりも大きい第２の舵角を与えるときに操舵操作される、
    　操舵操作入力部材。
  3. 　請求項２に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記第１の操作部は、前記回転軸を中心に回転するダイヤルを有し、
    　前記第２の操作部は、前記ダイヤルよりも大きく操舵操作される第１アームおよび第２アームを有する、
    　操舵操作入力部材。
  4. 　請求項３に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記回転軸に沿う方向を軸方向としたとき、
    　前記ダイヤルは、
    　前記回転軸から該回転軸の径方向の外方へ拡がり、前記運転者の手を載置可能な載置部と、
    　前記載置部の前記径方向の外側から前記軸方向に延びる側面部と、
    　を有し、
    　前記第１アームおよび前記第２アームは、前記ダイヤルから前記径方向の外方へそれぞれ延びる、
    　操舵操作入力部材。
  5. 　請求項４に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記第１アームおよび前記第２アームは、前記ダイヤルが中立位置のとき、前記ダイヤルに対して左右対称な位置に配置される、
    　操舵操作入力部材。
  6. 　請求項３に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記第１の操作部は、前記ダイヤルから前記径方向の外方に延びる微小舵角調整用アームを有し、
    　前記微小舵角調整用アームは、前記ダイヤルが中立位置のとき、前記ダイヤルに対して前記車両の後方側に配置される、
    　操舵操作入力部材。
  7. 　請求項５または６に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記第１アーム、前記第２アームおよび前記微小舵角調整用アームは、前記運転者が指で摘めるボールを有する、
    　操舵操作入力部材。
  8. 　請求項７に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記ボールは、前記軸方向の取り付け位置を任意に変更可能である、
    　操舵操作入力部材。
  9. 　請求項８に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記軸方向において、前記ダイヤルの前記載置部の側を上側、前記載置部と反対側を下側としたとき、
    　前記微小舵角調整用アームのボールは、前記軸方向において、前記第１アームおよび前記第２アームのボールよりも前記上側に位置する、
    　操舵操作入力部材。
  10. 　請求項７に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記微小舵角調整用アームのボールは、前記第１アームおよび前記第２アームのボールよりも外径が大きい、
    　操舵操作入力部材。
  11. 　請求項１に記載の操舵操作入力部材であって、
    　前記第１の操作部は、前記回転軸に前記運転者の掌をあてながら握ることができ、
    　前記第２の操作部は、前記第１の操作部と離間した位置に設けられ、前記運転者の指にて操舵操作ができる
    　操舵操作入力部材。
  12. 　操舵操作入力装置であって、該操舵操作入力装置は、運転者の操舵操作が入力される操舵操作入力部材と、前記操舵操作入力部材の操作量に基づいて車両の車輪を転舵させる転舵アクチュエータへ転舵指令を出力する出力部と、を備え、
    　前記操舵操作入力部材は、
    　軸線周りに回転する回転軸と、
    　前記回転軸に設けられる第１の操作部と、
    　前記回転軸に接続され、前記回転軸の回転中心からの長さが前記第１の操作部に対して異なる第２の操作部と、
    　を有する操舵操作入力装置。
  13. 　運転者の操舵操作が入力される操舵操作入力部材と、車両の車輪を転舵させる転舵軸とが機械的に切り離されたステア・バイ・ワイヤ方式のステアリング装置であって、
    　前記操舵操作入力部材は、
    　軸線周りに回転する回転軸と、
    　前記回転軸に設けられる第１の操作部と、
    　前記回転軸に接続され、前記回転軸の回転中心からの長さが前記第１の操作部に対して異なる第２の操作部と、
    　を有するステアリング装置。
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