JP2004338448A - 車両操舵用操作装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両操舵用操作装置において、ドライバーの好みや車両の機能に応じて操作部材の把持部を伸縮し、操作性を向上する。
【解決手段】操舵用操作部材1は通常形態と伸長形態との間で形態変更可能であり、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部1L、1Rを含む本体1aと、補助把持部1Aを含む補助部材34とを有する。伸長形態においては、車両直進時に左右把持部1L、1Rの上方および下方の中の少なくとも一方に位置する補助把持領域に、補助把持部1Aが位置するように本体1aと補助部材34とが相対配置される。通常形態においては、補助把持部1Aが左右把持部1L、1Rをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように本体1aと補助部材34とが相対配置される。
【選択図】図2
【解決手段】操舵用操作部材1は通常形態と伸長形態との間で形態変更可能であり、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部1L、1Rを含む本体1aと、補助把持部1Aを含む補助部材34とを有する。伸長形態においては、車両直進時に左右把持部1L、1Rの上方および下方の中の少なくとも一方に位置する補助把持領域に、補助把持部1Aが位置するように本体1aと補助部材34とが相対配置される。通常形態においては、補助把持部1Aが左右把持部1L、1Rをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように本体1aと補助部材34とが相対配置される。
【選択図】図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵に際して回転操作される操作部材を備えた車両操舵用操作装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
操舵用操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両においては、低車速時は高車速時よりも操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比を大きくし、操作部材の回転操作量の最大値を低減している。そのため、操作部材の把持部は車両直進時に回転中心の左右にのみ位置すれば十分なものとされている。また、車両直進時に操作部材における左右把持部の上下に把持部がなければ、ドライバーの視界やドライバースペースを拡げることができる。そのため、例えば、操作部材として外周が長方形に沿い、車両直進時に回転中心の左右にのみ把持部が位置するものが提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−255040号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般的なドライバーは車両直進時に操作部材における回転中心の左右に位置する左右把持部を把持するが、ドライバーの好みにより、車両直進時に左右把持部の上下に位置する部分を把持することが要望される場合もある。また、フェールセーフ機能や操舵特性の切換機能を設けることで、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が固定されたり車速との関係が変化し、操作部材の回転操作量の最大値が大きくなる場合がある。このような場合、操作部材を左右把持部においてしか把持できないと操作し難くなる。
本発明は上記問題を解決することのできる車両操舵用操作装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵用操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両の操舵に用いられる操作装置において、前記操作部材は、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部を含む本体と、補助把持部を含む補助部材とを有し、車両直進時に前記左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方に位置する領域は補助把持領域とされ、前記操作部材は、通常形態と伸長形態との間で形態変更可能とされ、前記通常形態においては、前記補助把持部が前記左右把持部をドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置され、前記伸長形態においては、前記補助把持部が前記補助把持領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置されることを特徴とする。
本発明によれば、操作部材を伸長形態とすることで、左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方における補助把持領域に補助把持部を配置でき、また、操作部材を通常形態とすることで補助把持部を左右把持部をドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に退避させることができる。
【0006】
前記補助部材は円弧に沿って湾曲する外周面を有し、前記本体に、円弧に沿う内周面を有する収納空間が前記退避領域として設けられ、前記収納空間に前記補助部材が前記内周面に案内されて移動可能に収納され、前記補助把持部は、前記通常形態において前記収納空間内に位置され、前記伸長形態において前記収納空間内から進出することで前記補助把持領域に位置されるのが好ましい。
これにより、補助把持部の退避領域として本体の内部空間を利用できるので、通常形態における左右把持部の把持が補助把持部により邪魔されることはなく、また、補助把持部の収納スペースを別途確保する必要もない。
【0007】
前記車両は、前記操作部材の回転操作に応じて駆動される操舵用モータと、前記操舵用モータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が変化するように前記操舵用モータを制御する制御系とを有し、前記補助部材を前記退避領域と前記補助把持領域との間で移動させる補助アクチュエータが設けられ、前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が小さい場合は大きい場合よりも、前記補助部材の前記補助把持領域への進出量が大きくなるように前記補助アクチュエータが前記制御系により制御されるのが好ましい。
これにより、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比の変化に応じて自動的に補助把持部を必要なだけ補助把持領域に進出させることができる。
【0008】
前記補助部材は前記本体に同行回転可能に連結および連結解除可能とされ、その連結により前記補助把持部は前記補助把持領域に配置され、その連結解除により前記補助把持部は前記退避領域に退避可能とされているのが好ましい。
これにより、操作部材の通常形態と伸長形態との間での形態変更を、補助部材の本体に対する連結および連結解除だけで容易に行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に示す本発明の第1実施形態の車両操舵用操作装置は、回転操作される操作部材1を備え、操作部材1の回転操作量と前部左右車輪4の転舵量との比が可変とされている車両の操舵に用いられる。その車両は、操作部材1の回転操作に応じて駆動される操舵用モータ2と、操舵用モータ2の動きを舵角変化が生じるように前部左右車輪4に伝達するステアリングギヤ機構3とを有し、操作部材1を車輪4に機械的に連結することなく操作部材1の操作に応じて舵角を変化させる所謂ステアバイワイヤシステムを採用している。
【0010】
操舵用モータ2としては、例えば公知の直流ブラシレスモータ等の電動モータを採用できる。ステアリングギヤ機構3は、操舵用モータ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド7の直線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動変換機構により構成されている。ステアリングロッド7の動きがタイロッド8とナックルアーム9を介して車輪4に伝達され、車輪4のトー角が変化する。ステアリングギヤ機構3は公知のものを用いることができ、操舵用モータ2の動きを舵角が変化するように前部左右車輪4に伝達できれば構成は限定されない。操舵用モータ2が駆動されていない状態では、前部左右車輪4はセルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【0011】
操作部材1は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト10に連結されている。回転シャフト10に操作用アクチュエータ19の出力シャフトが一体化されている。操作用アクチュエータ19は操作部材1の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する。操作用アクチュエータ19としては、例えば公知の直流ブラシレスモータ等の電動モータを採用できる。
【0012】
操作部材1の回転操作量として中立位置からの操作角δhを検出する角度センサ11が設けられている。車輪4の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ13が設けられ、本第1実施形態では舵角δとして車輪4の転舵量に対応するステアリングロッド7の移動量を検出する。車速Vを検出する速度センサ14が設けられている。操作部材1の操作反力に対応する操作トルクThとして回転シャフト10により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ44が設けられている。角度センサ11、舵角センサ13、速度センサ14、およびトルクセンサ44は制御装置20に接続される。
【0013】
制御装置20は駆動回路22を介して操舵用モータ2を制御し、駆動回路23を介して操作用アクチュエータ19を制御する制御系を構成する。
【0014】
操舵用モータ2の制御のため、制御装置20は例えば操作部材1の操作角δhと車速Vと目標舵角δ* との間の予め定められた関係を記憶し、目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差をなくすように駆動回路22を介して操舵用モータ2の駆動信号を出力する。その操作角δhと車速Vと目標舵角δ* との間の関係は、例えば車速Vが大きくなる程に目標舵角が小さくなるものとされる。すなわち、操舵用モータ2の動きを車輪4に舵角が変化するように伝達する際に、操作部材1の回転操作量に対する車輪4の転舵量の比が変化するように操舵用モータ2が制御される。操作部材1の操作量に対する車輪4の転舵量の比を低車速で大きくすることで旋回性能を向上し、高車速で小さくすることで走行安定性を向上できる。なお、操舵用モータ2の制御方法は、操作部材1の回転操作量に対する車輪4の転舵量の比が変化するように制御可能であれば特に限定されるものではない。
【0015】
操作用アクチュエータ19の制御のため、制御装置20は例えば操作部材1の操作角δhと目標操作トルクTh* との間の予め定められた関係を記憶し、目標操作トルクTh* と検出操作トルクThとの偏差をなくすように駆動回路23を介して操作用アクチュエータ19の駆動信号を出力する。その操作角δhと目標操作トルクTh* との間の関係は、例えば操作角δhが大きくなる程に目標操作トルクTh* が大きくなるものとされる。なお、操作用アクチュエータ19の制御方法は、適正な操作反力を付与できれば特に限定されるものではない。
【0016】
図2(A)に示すように、操作部材1はハブ31とリム32をスポーク33により連結することで形成される本体1aと、円弧に沿って湾曲する外周面を有するロッド状補助部材34とから構成される。本体1aは、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部1L、1Rを含む。補助部材34は補助把持部1Aを含む。本第1実施形態では、リム32の外周は略D字形状に沿うものとされることで、左右把持部1L、1Rとその上方部分は円弧に沿い、左右把持部1L、1Rの下方部分は直線に沿う。
【0017】
本体1aの内部に、円弧に沿う内周面を有する収納空間35が退避領域として設けられている。図3に示すように、収納空間35は左把持部1Lの下端に開口35′を有し、その開口35′から収納空間35に補助部材34が収納される。図2(B)、図2(C)、図2(D)に示すように、補助部材34は収納空間35の内周面35aにより案内されて移動可能とされ、その移動により収納空間35から開口35′を通って進出および退避する。本第1実施形態では補助部材34の移動は人力により行われ、そのため補助部材34の外周に突起34′が設けられ、補助部材34が完全に収納空間35に収納された状態でも突起34′はリム32に形成された切欠き32aから収納空間35外に突出する。
【0018】
その退避領域とされた収納空間35からの補助部材34の退避および進出により、操作部材1は通常形態と伸長形態との間で形態変更可能とされている。通常形態においては、補助部材34が収納空間35内に位置することで、補助把持部1Aが左右把持部1L、1Rをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように本体1aと補助部材34とが相対配置される。車両直進時に左右把持部1L、1Rの下方に位置する領域が補助把持領域とされ、伸長形態においては、補助部材34が収納空間35から進出することで補助把持部1Aが補助把持領域に位置するように本体1aと補助部材34とが相対配置される。これにより、通常形態における操作部材1の形態は本体1aにより定まり、その外周が略D字形状に沿う。伸長形態における操作部材1の形態は本体1aと補助部材34とにより定まり、補助部材34の収納空間35からの進出量が増大するに程に操作部材1の外周形状は円形に近づき、最も進出させた図2(D)に示す状態で円形となる。
【0019】
本第1実施形態では、補助部材34に複数の凹部34aが周方向に沿って間隔をおいて設けられ、収納空間35の内周面35aから出没可能に位置決め部材36が設けられ、位置決め部材36を内周面35aから突出させる方向に弾力を付与するバネ37が操作部材1内のバネ室38に設けられている。何れかの凹部34aに位置決め部材36が嵌め合わされることで本体1aに対する補助部材34の位置決めがなされ、補助把持部1Aと左右把持部1L、1Rは同行回転する。また、位置決め部材36は凹部34aの内周との接触面が収納空間35の内周面35aの径方向に対して傾斜することで、補助部材34を移動させる力の分力によりバネ室38に没入可能とされている。これにより補助部材34の収納空間35からの進出量は設定変更可能とされている。
【0020】
上記第1実施形態によれば、操作部材1を伸長形態とすることで左右把持部1L、1Rの下方における補助把持領域に補助把持部1Aを配置でき、また、操作部材1を通常形態とすることで補助把持部1Aを左右把持部1L、1Rをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に退避させることができるので、ドライバーの好みや車両の機能に応じて操作部材の把持部を伸縮し、操作性を向上できる。しかも、その退避領域として左右把持部1L、1Rの内部空間を利用できるので、通常形態における左右把持部1L、1Rの把持が補助把持部1Aにより邪魔されることはなく、また、補助把持部1Aの収納スペースを別途確保する必要もない。
【0021】
図4は本発明の第2実施形態の車両操舵用操作装置における要部を示す。上記第1実施形態においては補助部材34を人力により移動させているが、これに代えて本第2実施形態においては、補助部材34を補助アクチュエータ51により退避領域と補助把持領域との間で移動させる。すなわち、第1実施形態における突起34′、凹部34a、位置決め部材36、バネ37、バネ室38はなく、それらに代えて補助部材34の内周に円弧状ギヤ34bを構成する歯が形成され、そのギヤ34bに噛み合う歯車52が補助アクチュエータ51の出力シャフトに取り付けられる。補助アクチュエータ51は例えば減速機付モータにより構成され、操作部材1に設けられたスイッチ53を介して電源に接続される。そのスイッチ53の操作により歯車52を正転、逆転あるいは停止させることが可能とされ、これにより補助部材34の移動が行われる。他は第1実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【0022】
図5は本発明の第3実施形態の車両操舵用操作装置における要部を示す。上記第2実施形態との相違は、補助アクチュエータ51が制御装置20により制御可能とされている点にある。すなわち、操作部材1の回転操作量に対する車輪4の転舵量の比が小さい場合は大きい場合よりも、補助部材34の補助把持領域への進出量が大きくなるように補助アクチュエータ51が制御される。例えば、補助部材34の補助把持領域への進出量は操作角δhに対する舵角δの比δ/δhが予め定めた設定値以上では零とされ、その比δ/δhが設定値よりも小さくなるに従い大きくされる。これにより、その比の変化に応じて自動的に補助把持部1Aを必要なだけ補助把持領域に進出させることができる。また、操作部材1にモード切り換えスイッチ54が取り付けられ、補助アクチュエータ51を制御装置20により制御するモードと、第2実施形態と同様にスイッチ53の操作に応じて移動させるモードとの間で切り換え可能とされている。他は第2実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【0023】
図6(A)、図6(B)は本発明の第4実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材1を示す。第1実施形態との相違は、本体1aの内部に収納空間はなく、車両内における適当な場所が退避領域とされ、通常形態においてはその退避領域に補助部材34が保管される。補助部材34は本体1aに同行回転可能に連結および連結解除可能とされ、その連結により補助把持部1Aは補助把持領域に配置され、その連結解除により補助把持部1Aは退避領域に退避可能となる。例えば、本体1aにおける左右把持部1L、1Rの下端において開口する保持孔41L、41Rを設け、保持孔41L、41Rにネジ合わされる突起42L、42Rを補助部材34の両端に設けることで、本体1aと補助部材34とを図6(A)に示すように同行回転可能に連結した状態と、図6(B)に示すように連結解除した状態とにできる。これにより、操作部材1の伸長形態と通常形態との間での形態変更を、補助部材34の本体1aに対する連結および連結解除だけで容易に行うことができる。他は第1実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【0024】
図7(A)、図7(B)は本発明の第5実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材1を示す。本第5実施形態においては、車両直進時に左右把持部1L、1Rの下方に位置する領域に代えて上方に位置する領域が補助把持領域とされ、リム32の外周は左右把持部1の下方部分だけでなく上方部分も直線に沿う形状とされている。他は第4実施形態と同様とされ、同一部分は同一符号で示す。
【0025】
本発明は上記各実施形態に限定されない。例えば、図8に示すように、操作部材であるステアリングホイール1′が車輪(図示省略)に機械的に連結され、且つ、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる車両に本発明を適用してもよい。すなわち、ステアリングホイール1′の操作に応じた入力シャフト102の回転は、回転伝達機構130により出力シャフト111に伝達され、その出力シャフト111の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリングギヤ(図示省略)により伝達される。そのステアリングギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いることができる。その回転伝達機構130の構成要素を操舵用モータ139により駆動することで、そのモータ139の動きが車輪に舵角が変化するように伝達される。その入力シャフト102と出力シャフト111は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベアリング107、108、112、113を介してハウジング110により支持されている。その回転伝達機構130は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ131とリングギヤ132とに噛み合う遊星ギヤ133をキャリア134により保持する。そのサンギヤ131は、入力シャフト102の端部に同行回転するように連結されている。そのキャリア134は、出力シャフト111に同行回転するように連結されている。そのリングギヤ132は、入力シャフト102を囲むホルダー136にボルト362を介して固定されている。そのホルダー136は、入力シャフト102を囲むようにハウジング110に固定された筒状部材135によりベアリング109を介して支持されている。そのホルダー136の外周にウォームホイール137が同行回転するように嵌め合わされている。そのウォームホイール137に噛み合うウォーム138がハウジング110により支持されている。そのウォーム138がハウジング110に取り付けられたモータ139により駆動される。そのステアリングホイール1′の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用アクチュエータ119が設けられている。その操舵用モータ139の制御系と操作用アクチュエータ119の制御系を上記実施形態と同様の制御装置とセンサとにより構成し、ステアリングホイール1′を上記実施形態と同様の構成とすることで、本発明を適用することができる。
【0026】
また、第1〜第3実施形態において収納空間の開口を右把持部の下端において開口するように設けてもよい。さらに、第1〜第3実施形態において、本体の左右両側の内部に収納空間を設け、補助把持部を2つの補助部材から構成し、通常形態において各収納空間それぞれに補助部材を収納し、伸長形態において各収納空間内から進出する補助部材が補助把持領域に配置するようにしてもよい。さらに、第1〜第3実施形態における本体の形状を第5実施形態と同様としてもよい。この場合、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域を、下方に位置する領域に代えて、あるいは左右把持部の下方に位置する領域と共に、補助把持領域とし、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域に伸長形態において進出する補助部材を、下方に位置する補助部材と同様に設けてもよい。また、第5実施形態において、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域だけでなく下方に位置する領域も補助把持領域とし、補助把持部を2つの補助部材から構成してもよい。すなわち、補助把持領域は車両直進時に前記左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方に位置する領域であればよい。さらに、各実施形態の操作部材における本体と補助部材の形状は、左右把持部と補助把持部を有するものであれば特に限定されない。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両操舵用操作装置において、ドライバーの好みや車両の機能に応じて操作部材の把持部を伸縮し、操作性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の車両操舵用操作装置の構成説明図
【図2】本発明の第1実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の(A)は通常形態を示す図、(B)は伸長形態を示す図、(C)は異なる伸長形態を示す図、(D)はさらに異なる伸長形態を示す図
【図3】本発明の第1実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図4】本発明の第2実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図5】本発明の第3実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図6】本発明の第4実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の(A)は伸長形態を示す図、(B)は通常形態を示す図
【図7】本発明の第5実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の(A)は伸長形態を示す図、(B)は通常形態を示す図
【図8】本発明を適用可能な別の車両における操舵用操作部材の車輪への回転伝達機構を示す断面図
【符号の説明】
1 操作部材
1′ ステアリングホイール
1a 本体
1A 補助把持部
1L、1R 左右把持部
2 操舵用モータ
3 ステアリングギヤ機構
4 車輪
20 制御装置
34 補助部材
35 収納空間
51 補助アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵に際して回転操作される操作部材を備えた車両操舵用操作装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
操舵用操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両においては、低車速時は高車速時よりも操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比を大きくし、操作部材の回転操作量の最大値を低減している。そのため、操作部材の把持部は車両直進時に回転中心の左右にのみ位置すれば十分なものとされている。また、車両直進時に操作部材における左右把持部の上下に把持部がなければ、ドライバーの視界やドライバースペースを拡げることができる。そのため、例えば、操作部材として外周が長方形に沿い、車両直進時に回転中心の左右にのみ把持部が位置するものが提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−255040号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般的なドライバーは車両直進時に操作部材における回転中心の左右に位置する左右把持部を把持するが、ドライバーの好みにより、車両直進時に左右把持部の上下に位置する部分を把持することが要望される場合もある。また、フェールセーフ機能や操舵特性の切換機能を設けることで、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が固定されたり車速との関係が変化し、操作部材の回転操作量の最大値が大きくなる場合がある。このような場合、操作部材を左右把持部においてしか把持できないと操作し難くなる。
本発明は上記問題を解決することのできる車両操舵用操作装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵用操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両の操舵に用いられる操作装置において、前記操作部材は、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部を含む本体と、補助把持部を含む補助部材とを有し、車両直進時に前記左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方に位置する領域は補助把持領域とされ、前記操作部材は、通常形態と伸長形態との間で形態変更可能とされ、前記通常形態においては、前記補助把持部が前記左右把持部をドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置され、前記伸長形態においては、前記補助把持部が前記補助把持領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置されることを特徴とする。
本発明によれば、操作部材を伸長形態とすることで、左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方における補助把持領域に補助把持部を配置でき、また、操作部材を通常形態とすることで補助把持部を左右把持部をドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に退避させることができる。
【0006】
前記補助部材は円弧に沿って湾曲する外周面を有し、前記本体に、円弧に沿う内周面を有する収納空間が前記退避領域として設けられ、前記収納空間に前記補助部材が前記内周面に案内されて移動可能に収納され、前記補助把持部は、前記通常形態において前記収納空間内に位置され、前記伸長形態において前記収納空間内から進出することで前記補助把持領域に位置されるのが好ましい。
これにより、補助把持部の退避領域として本体の内部空間を利用できるので、通常形態における左右把持部の把持が補助把持部により邪魔されることはなく、また、補助把持部の収納スペースを別途確保する必要もない。
【0007】
前記車両は、前記操作部材の回転操作に応じて駆動される操舵用モータと、前記操舵用モータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が変化するように前記操舵用モータを制御する制御系とを有し、前記補助部材を前記退避領域と前記補助把持領域との間で移動させる補助アクチュエータが設けられ、前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が小さい場合は大きい場合よりも、前記補助部材の前記補助把持領域への進出量が大きくなるように前記補助アクチュエータが前記制御系により制御されるのが好ましい。
これにより、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比の変化に応じて自動的に補助把持部を必要なだけ補助把持領域に進出させることができる。
【0008】
前記補助部材は前記本体に同行回転可能に連結および連結解除可能とされ、その連結により前記補助把持部は前記補助把持領域に配置され、その連結解除により前記補助把持部は前記退避領域に退避可能とされているのが好ましい。
これにより、操作部材の通常形態と伸長形態との間での形態変更を、補助部材の本体に対する連結および連結解除だけで容易に行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に示す本発明の第1実施形態の車両操舵用操作装置は、回転操作される操作部材1を備え、操作部材1の回転操作量と前部左右車輪4の転舵量との比が可変とされている車両の操舵に用いられる。その車両は、操作部材1の回転操作に応じて駆動される操舵用モータ2と、操舵用モータ2の動きを舵角変化が生じるように前部左右車輪4に伝達するステアリングギヤ機構3とを有し、操作部材1を車輪4に機械的に連結することなく操作部材1の操作に応じて舵角を変化させる所謂ステアバイワイヤシステムを採用している。
【0010】
操舵用モータ2としては、例えば公知の直流ブラシレスモータ等の電動モータを採用できる。ステアリングギヤ機構3は、操舵用モータ2の出力シャフトの回転運動をステアリングロッド7の直線運動に変換する例えばボールネジ機構等の運動変換機構により構成されている。ステアリングロッド7の動きがタイロッド8とナックルアーム9を介して車輪4に伝達され、車輪4のトー角が変化する。ステアリングギヤ機構3は公知のものを用いることができ、操舵用モータ2の動きを舵角が変化するように前部左右車輪4に伝達できれば構成は限定されない。操舵用モータ2が駆動されていない状態では、前部左右車輪4はセルフアライニングトルクにより直進位置に復帰できるようにホイールアラインメントが設定されている。
【0011】
操作部材1は、車体側により回転可能に支持される回転シャフト10に連結されている。回転シャフト10に操作用アクチュエータ19の出力シャフトが一体化されている。操作用アクチュエータ19は操作部材1の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する。操作用アクチュエータ19としては、例えば公知の直流ブラシレスモータ等の電動モータを採用できる。
【0012】
操作部材1の回転操作量として中立位置からの操作角δhを検出する角度センサ11が設けられている。車輪4の転舵量として舵角δを検出する舵角センサ13が設けられ、本第1実施形態では舵角δとして車輪4の転舵量に対応するステアリングロッド7の移動量を検出する。車速Vを検出する速度センサ14が設けられている。操作部材1の操作反力に対応する操作トルクThとして回転シャフト10により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ44が設けられている。角度センサ11、舵角センサ13、速度センサ14、およびトルクセンサ44は制御装置20に接続される。
【0013】
制御装置20は駆動回路22を介して操舵用モータ2を制御し、駆動回路23を介して操作用アクチュエータ19を制御する制御系を構成する。
【0014】
操舵用モータ2の制御のため、制御装置20は例えば操作部材1の操作角δhと車速Vと目標舵角δ* との間の予め定められた関係を記憶し、目標舵角δ* と検出舵角δとの偏差をなくすように駆動回路22を介して操舵用モータ2の駆動信号を出力する。その操作角δhと車速Vと目標舵角δ* との間の関係は、例えば車速Vが大きくなる程に目標舵角が小さくなるものとされる。すなわち、操舵用モータ2の動きを車輪4に舵角が変化するように伝達する際に、操作部材1の回転操作量に対する車輪4の転舵量の比が変化するように操舵用モータ2が制御される。操作部材1の操作量に対する車輪4の転舵量の比を低車速で大きくすることで旋回性能を向上し、高車速で小さくすることで走行安定性を向上できる。なお、操舵用モータ2の制御方法は、操作部材1の回転操作量に対する車輪4の転舵量の比が変化するように制御可能であれば特に限定されるものではない。
【0015】
操作用アクチュエータ19の制御のため、制御装置20は例えば操作部材1の操作角δhと目標操作トルクTh* との間の予め定められた関係を記憶し、目標操作トルクTh* と検出操作トルクThとの偏差をなくすように駆動回路23を介して操作用アクチュエータ19の駆動信号を出力する。その操作角δhと目標操作トルクTh* との間の関係は、例えば操作角δhが大きくなる程に目標操作トルクTh* が大きくなるものとされる。なお、操作用アクチュエータ19の制御方法は、適正な操作反力を付与できれば特に限定されるものではない。
【0016】
図2(A)に示すように、操作部材1はハブ31とリム32をスポーク33により連結することで形成される本体1aと、円弧に沿って湾曲する外周面を有するロッド状補助部材34とから構成される。本体1aは、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部1L、1Rを含む。補助部材34は補助把持部1Aを含む。本第1実施形態では、リム32の外周は略D字形状に沿うものとされることで、左右把持部1L、1Rとその上方部分は円弧に沿い、左右把持部1L、1Rの下方部分は直線に沿う。
【0017】
本体1aの内部に、円弧に沿う内周面を有する収納空間35が退避領域として設けられている。図3に示すように、収納空間35は左把持部1Lの下端に開口35′を有し、その開口35′から収納空間35に補助部材34が収納される。図2(B)、図2(C)、図2(D)に示すように、補助部材34は収納空間35の内周面35aにより案内されて移動可能とされ、その移動により収納空間35から開口35′を通って進出および退避する。本第1実施形態では補助部材34の移動は人力により行われ、そのため補助部材34の外周に突起34′が設けられ、補助部材34が完全に収納空間35に収納された状態でも突起34′はリム32に形成された切欠き32aから収納空間35外に突出する。
【0018】
その退避領域とされた収納空間35からの補助部材34の退避および進出により、操作部材1は通常形態と伸長形態との間で形態変更可能とされている。通常形態においては、補助部材34が収納空間35内に位置することで、補助把持部1Aが左右把持部1L、1Rをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように本体1aと補助部材34とが相対配置される。車両直進時に左右把持部1L、1Rの下方に位置する領域が補助把持領域とされ、伸長形態においては、補助部材34が収納空間35から進出することで補助把持部1Aが補助把持領域に位置するように本体1aと補助部材34とが相対配置される。これにより、通常形態における操作部材1の形態は本体1aにより定まり、その外周が略D字形状に沿う。伸長形態における操作部材1の形態は本体1aと補助部材34とにより定まり、補助部材34の収納空間35からの進出量が増大するに程に操作部材1の外周形状は円形に近づき、最も進出させた図2(D)に示す状態で円形となる。
【0019】
本第1実施形態では、補助部材34に複数の凹部34aが周方向に沿って間隔をおいて設けられ、収納空間35の内周面35aから出没可能に位置決め部材36が設けられ、位置決め部材36を内周面35aから突出させる方向に弾力を付与するバネ37が操作部材1内のバネ室38に設けられている。何れかの凹部34aに位置決め部材36が嵌め合わされることで本体1aに対する補助部材34の位置決めがなされ、補助把持部1Aと左右把持部1L、1Rは同行回転する。また、位置決め部材36は凹部34aの内周との接触面が収納空間35の内周面35aの径方向に対して傾斜することで、補助部材34を移動させる力の分力によりバネ室38に没入可能とされている。これにより補助部材34の収納空間35からの進出量は設定変更可能とされている。
【0020】
上記第1実施形態によれば、操作部材1を伸長形態とすることで左右把持部1L、1Rの下方における補助把持領域に補助把持部1Aを配置でき、また、操作部材1を通常形態とすることで補助把持部1Aを左右把持部1L、1Rをドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に退避させることができるので、ドライバーの好みや車両の機能に応じて操作部材の把持部を伸縮し、操作性を向上できる。しかも、その退避領域として左右把持部1L、1Rの内部空間を利用できるので、通常形態における左右把持部1L、1Rの把持が補助把持部1Aにより邪魔されることはなく、また、補助把持部1Aの収納スペースを別途確保する必要もない。
【0021】
図4は本発明の第2実施形態の車両操舵用操作装置における要部を示す。上記第1実施形態においては補助部材34を人力により移動させているが、これに代えて本第2実施形態においては、補助部材34を補助アクチュエータ51により退避領域と補助把持領域との間で移動させる。すなわち、第1実施形態における突起34′、凹部34a、位置決め部材36、バネ37、バネ室38はなく、それらに代えて補助部材34の内周に円弧状ギヤ34bを構成する歯が形成され、そのギヤ34bに噛み合う歯車52が補助アクチュエータ51の出力シャフトに取り付けられる。補助アクチュエータ51は例えば減速機付モータにより構成され、操作部材1に設けられたスイッチ53を介して電源に接続される。そのスイッチ53の操作により歯車52を正転、逆転あるいは停止させることが可能とされ、これにより補助部材34の移動が行われる。他は第1実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【0022】
図5は本発明の第3実施形態の車両操舵用操作装置における要部を示す。上記第2実施形態との相違は、補助アクチュエータ51が制御装置20により制御可能とされている点にある。すなわち、操作部材1の回転操作量に対する車輪4の転舵量の比が小さい場合は大きい場合よりも、補助部材34の補助把持領域への進出量が大きくなるように補助アクチュエータ51が制御される。例えば、補助部材34の補助把持領域への進出量は操作角δhに対する舵角δの比δ/δhが予め定めた設定値以上では零とされ、その比δ/δhが設定値よりも小さくなるに従い大きくされる。これにより、その比の変化に応じて自動的に補助把持部1Aを必要なだけ補助把持領域に進出させることができる。また、操作部材1にモード切り換えスイッチ54が取り付けられ、補助アクチュエータ51を制御装置20により制御するモードと、第2実施形態と同様にスイッチ53の操作に応じて移動させるモードとの間で切り換え可能とされている。他は第2実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【0023】
図6(A)、図6(B)は本発明の第4実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材1を示す。第1実施形態との相違は、本体1aの内部に収納空間はなく、車両内における適当な場所が退避領域とされ、通常形態においてはその退避領域に補助部材34が保管される。補助部材34は本体1aに同行回転可能に連結および連結解除可能とされ、その連結により補助把持部1Aは補助把持領域に配置され、その連結解除により補助把持部1Aは退避領域に退避可能となる。例えば、本体1aにおける左右把持部1L、1Rの下端において開口する保持孔41L、41Rを設け、保持孔41L、41Rにネジ合わされる突起42L、42Rを補助部材34の両端に設けることで、本体1aと補助部材34とを図6(A)に示すように同行回転可能に連結した状態と、図6(B)に示すように連結解除した状態とにできる。これにより、操作部材1の伸長形態と通常形態との間での形態変更を、補助部材34の本体1aに対する連結および連結解除だけで容易に行うことができる。他は第1実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【0024】
図7(A)、図7(B)は本発明の第5実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材1を示す。本第5実施形態においては、車両直進時に左右把持部1L、1Rの下方に位置する領域に代えて上方に位置する領域が補助把持領域とされ、リム32の外周は左右把持部1の下方部分だけでなく上方部分も直線に沿う形状とされている。他は第4実施形態と同様とされ、同一部分は同一符号で示す。
【0025】
本発明は上記各実施形態に限定されない。例えば、図8に示すように、操作部材であるステアリングホイール1′が車輪(図示省略)に機械的に連結され、且つ、操作部材の操作量と車輪の転舵量との比を変化させることができる車両に本発明を適用してもよい。すなわち、ステアリングホイール1′の操作に応じた入力シャフト102の回転は、回転伝達機構130により出力シャフト111に伝達され、その出力シャフト111の回転が車輪に舵角が変化するようにステアリングギヤ(図示省略)により伝達される。そのステアリングギヤはラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等の公知のものを用いることができる。その回転伝達機構130の構成要素を操舵用モータ139により駆動することで、そのモータ139の動きが車輪に舵角が変化するように伝達される。その入力シャフト102と出力シャフト111は互いに同軸心に隙間を介して配置され、ベアリング107、108、112、113を介してハウジング110により支持されている。その回転伝達機構130は、本変形例では遊星ギヤ機構とされ、サンギヤ131とリングギヤ132とに噛み合う遊星ギヤ133をキャリア134により保持する。そのサンギヤ131は、入力シャフト102の端部に同行回転するように連結されている。そのキャリア134は、出力シャフト111に同行回転するように連結されている。そのリングギヤ132は、入力シャフト102を囲むホルダー136にボルト362を介して固定されている。そのホルダー136は、入力シャフト102を囲むようにハウジング110に固定された筒状部材135によりベアリング109を介して支持されている。そのホルダー136の外周にウォームホイール137が同行回転するように嵌め合わされている。そのウォームホイール137に噛み合うウォーム138がハウジング110により支持されている。そのウォーム138がハウジング110に取り付けられたモータ139により駆動される。そのステアリングホイール1′の中立位置復帰方向へ作用する操作反力を発生する操作用アクチュエータ119が設けられている。その操舵用モータ139の制御系と操作用アクチュエータ119の制御系を上記実施形態と同様の制御装置とセンサとにより構成し、ステアリングホイール1′を上記実施形態と同様の構成とすることで、本発明を適用することができる。
【0026】
また、第1〜第3実施形態において収納空間の開口を右把持部の下端において開口するように設けてもよい。さらに、第1〜第3実施形態において、本体の左右両側の内部に収納空間を設け、補助把持部を2つの補助部材から構成し、通常形態において各収納空間それぞれに補助部材を収納し、伸長形態において各収納空間内から進出する補助部材が補助把持領域に配置するようにしてもよい。さらに、第1〜第3実施形態における本体の形状を第5実施形態と同様としてもよい。この場合、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域を、下方に位置する領域に代えて、あるいは左右把持部の下方に位置する領域と共に、補助把持領域とし、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域に伸長形態において進出する補助部材を、下方に位置する補助部材と同様に設けてもよい。また、第5実施形態において、車両直進時に左右把持部の上方に位置する領域だけでなく下方に位置する領域も補助把持領域とし、補助把持部を2つの補助部材から構成してもよい。すなわち、補助把持領域は車両直進時に前記左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方に位置する領域であればよい。さらに、各実施形態の操作部材における本体と補助部材の形状は、左右把持部と補助把持部を有するものであれば特に限定されない。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両操舵用操作装置において、ドライバーの好みや車両の機能に応じて操作部材の把持部を伸縮し、操作性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の車両操舵用操作装置の構成説明図
【図2】本発明の第1実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の(A)は通常形態を示す図、(B)は伸長形態を示す図、(C)は異なる伸長形態を示す図、(D)はさらに異なる伸長形態を示す図
【図3】本発明の第1実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図4】本発明の第2実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図5】本発明の第3実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の要部の部分破断図
【図6】本発明の第4実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の(A)は伸長形態を示す図、(B)は通常形態を示す図
【図7】本発明の第5実施形態の車両操舵用操作装置における操作部材の(A)は伸長形態を示す図、(B)は通常形態を示す図
【図8】本発明を適用可能な別の車両における操舵用操作部材の車輪への回転伝達機構を示す断面図
【符号の説明】
1 操作部材
1′ ステアリングホイール
1a 本体
1A 補助把持部
1L、1R 左右把持部
2 操舵用モータ
3 ステアリングギヤ機構
4 車輪
20 制御装置
34 補助部材
35 収納空間
51 補助アクチュエータ
Claims (4)
- 操舵用操作部材の回転操作量と車輪の転舵量との比が可変とされている車両の操舵に用いられる操作装置において、
前記操作部材は、車両直進時に回転中心の左右に位置する左右把持部を含む本体と、補助把持部を含む補助部材とを有し、
車両直進時に前記左右把持部の上方および下方の中の少なくとも一方に位置する領域は補助把持領域とされ、
前記操作部材は、通常形態と伸長形態との間で形態変更可能とされ、
前記通常形態においては、前記補助把持部が前記左右把持部をドライバーが把持する際に干渉することのない退避領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置され、
前記伸長形態においては、前記補助把持部が前記補助把持領域に位置するように前記本体と前記補助部材とが相対配置されることを特徴とする車両操舵用操作装置。 - 前記補助部材は円弧に沿って湾曲する外周面を有し、
前記本体に、円弧に沿う内周面を有する収納空間が前記退避領域として設けられ、
前記収納空間に前記補助部材が前記内周面に案内されて移動可能に収納され、
前記補助把持部は、前記通常形態において前記収納空間内に位置され、前記伸長形態において前記収納空間内から進出することで前記補助把持領域に位置される請求項1に記載の車両操舵用操作装置。 - 前記車両は、前記操作部材の回転操作に応じて駆動される操舵用モータと、前記操舵用モータの動きを舵角変化が生じるように車輪に伝達する機構と、前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が変化するように前記操舵用モータを制御する制御系とを有し、
前記補助部材を前記退避領域と前記補助把持領域との間で移動させる補助アクチュエータが設けられ、
前記操作部材の回転操作量に対する車輪の転舵量の比が小さい場合は大きい場合よりも、前記補助部材の前記補助把持領域への進出量が大きくなるように前記補助アクチュエータが前記制御系により制御される請求項1または2に記載の車両操舵用操作装置。 - 前記補助部材は前記本体に同行回転可能に連結および連結解除可能とされ、その連結により前記補助把持部は前記補助把持領域に配置され、その連結解除により前記補助把持部は前記退避領域に退避可能とされている請求項1に記載の車両操舵用操作装置。
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- 2003-05-13 JP JP2003134680A patent/JP2004338448A/ja active Pending
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