JP2006250880A - 車両自動運転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ステアリングホイルに変速スイッチを有する車両を自動運転する装置を提供すると共に、装置の小型化、操作ミスの低減及び準備時間の短縮を実現することである。
【解決手段】
車両のペダルを操作するペダルアクチュエータ１０と、当速スイッチアクチュエータ２１、２２と、前記変速スイッチアクチュエータ２１、２２を、前記ステアリングホイルＳに支持させて、前記本体部１１と機械的に分離させる取付機構３とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばシャーシダイナモ上で車両を自動運転するための車両自動運転装置に関するものである。

シャーシダイナモ上で車両を自動運転するための車両自動運転装置は、車両のペダルを操作するためのペダルアクチュエータと、シフトレバーを操作するためのシフトレバーアクチュエータと、これらアクチュエータに電力を供給し、制御する本体部とを備えており、各アクチュエータは本体部に支持されて機械的に一体をなしている。そして、本体部は運転座席に取り付けられている。

一方、近時では、シフトレバーの他にステアリングホイルに車両の変速を操作するための変速スイッチを備えた車両が開発されており、このような車両をシャーシダイナモ上で自動運転するための車両自動運転装置が開発され始めている。

従来、この車両をシャーシダイナモ上で自動運転させるための車両自動運転装置として、変速スイッチの操作を行う電気信号を直接入力するものが知られている。

しかし、この装置を車両に取り付けるためには、車両内部の電気配線から所望の配線を選択し分岐させ、その配線に電気信号を入力する等の配線作業をする必要があり、この配線作業が極めて面倒であり、相当の時間と手間がかかってしまうという欠点がある。

かといって、変速スイッチを操作するためのアクチュエータを本体部に支持させて機械的に一体とし変速スイッチを操作するものであれば、確かに取付作業を簡単にすることはできるが、他のアクチュエータの動作による反動や振動が、本体部を介して変速スイッチ用のアクチュエータに伝わり、その変速スイッチ用のアクチュエータの動作に影響を与え動作ミスを誘発してしまい、精緻な位置決め及び制御が必要な変速スイッチにおいては特に好ましくない。また、本体部は運転座席に取り付けられているため、変速スイッチ用のアクチュエータは、車両走行時の振動から影響を受けてしまい、その結果動作ミスを生じてしまうということも考えられる。

このような変速スイッチ用のアクチュエータの動作ミスを抑制するために、本体部を強固で且つ車両にしっかり固定できる構造にする必要があり、その結果例えば、装置全体を大きくしなくてはならない、あるいは固定するための構造が複雑になり、取付に時間がかかるなどの問題が生じてしまう。
特開２００３−９８０４６

そこで、本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、ステアリングホイルに変速スイッチを有する車両を自動運転する装置を提供すると共に、装置の小型化、操作ミスの低減及び装置取付時間の短縮を実現することをその所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る車両自動運転装置は、車両のペダルを操作するペダルアクチュエータと、当該ペダルアクチュエータを支持する本体部とを備えた車両自動運転装置であって、ステアリングホイルに設けられた変速スイッチを操作するための変速スイッチアクチュエータと、前記変速スイッチアクチュエータを、前記ステアリングホイルに支持させて、前記本体部と機械的に分離させる取付機構とを備えていることを特徴とする。

このようなものであれば、ステアリングホイルに変速スイッチを有する車両を自動運転する装置を提供することができると共に、変速スイッチアクチュエータをステアリングホイルに支持させて、本体部と機械的に分離させているので、装置の小型化、変速操作ミスの低減を図ることができる。また、ステアリングホイルに外部から取り付けているので、従来に比べて格段に取付が容易になり、装置取付作業を短縮することができる。

さらに、取付を容易にし、且つ種々の径に対応するための前記取付機構の具体的な実施の形態としては、前記取付機構が、前記ステアリングホイルのリムに固定される固定部材を備え、この固定部材に前記変速スイッチアクチュエータを保持させるようにしたものであって、前記固定部材が、互いの距離を拡縮可能に構成した複数の係合部を有し、それら係合部により、前記リムを内側から突っ張り、あるいは前記リムを外側から挟み込んで前記ステアリングホイルに固定されるものであることが望ましい。

変速スイッチの位置が車種により異なるので、前記取付機構が、前記固定部材に対する前記変速スイッチアクチュエータの相対位置を調節するための位置調節構造を有することが好適である。

位置調節構造の具体的な実施の形態としては、前記位置調節構造が、前記固定部材に設けられた第１のレール部材と、この第１のレール部材にスライド可能に支持された、当該第１のレール部材の延伸方向とは異なる方向に延伸する第２のレール部材と、この第２のレール部材にスライド可能に支持された前記変速スイッチアクチュエータ保持用のブラケット部材とから構成されていることが好ましい。

ステアリングホイルにしっかり固定させると共に、種々の径のステアリングホイルのリムに適用することができるためには、前記固定部材が、前記係合部を支持する基体部を有し、当該基体部が、梁部と、当該梁部の延伸方向と概ね垂直に、その梁部に接続された柱部とから構成され、前記梁部が、当該梁部の両端部それぞれにおいて、係合部を当該梁部の延伸方向に沿ってスライド可能に支持し、前記柱部が、少なくとも１つの係合部を当該柱部の延伸方向にスライド可能に支持するものであることが望ましい。

さらに、取付の容易性を一層図るためには、前記固定部材が、前記ステアリングホイルのリムを挟み込むまで、あるいは前記ステアリングホイルのリムを突っ張るまで、前記固定部材を前記ステアリングホイルに支承する仮保持部を備えていることが好ましい。

電圧で操作可能にすることにより、装置の構成を簡単にし、且つ低コストにするためには、前記変速スイッチ用アクチュエータが、ソレノイドを用いたものであることが望ましい。

このように本発明によれば、ステアリングホイルに変速スイッチを有する車両を自動運転する装置を提供することができると共に、変速スイッチアクチュエータをステアリングホイルに支持させて、本体部と機械的に分離させているので、装置の小型化、変速操作ミスの低減を図ることができる。また、ステアリングホイルに外部から取り付けているので、従来に比べて格段に取付が容易になり、装置取付作業を短縮することができる。

＜第１実施形態＞

以下に本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態にかかる車両自動運転装置１は、図１に示すように、例えば燃費や排気ガス成分等に係る車両性能を測定するためのシャシダイナモメータＳＤ上に車両ＶＨを自動運転するのに用いられるものであって、車両のペダルＶＨ１を操作するペダルアクチュエータ１０と、当該ペダルアクチュエータ１０を支持する本体部１１とを備えたものである。

そして、車両自動運転装置１は、図２〜図４に示すように、ステアリングホイルＳに設けられた変速スイッチＳＨ１、ＳＨ２を操作するための変速スイッチアクチュエータ２１、２２と、前記変速スイッチアクチュエータ２１、２２を、前記ステアリングホイルＳに支持させて、前記本体部１１と機械的に分離させる取付機構３とを備えている。なお、図２においては、後述するシフトダウン用アクチュエータ２２及び第２の位置調節機構５２の一部は省略している。

ここで、ステアリングホイルＳは、円環形状のリムＳ１と、当該リムＳ１から中心方向へ向かって延びる、変速スイッチＳＨ１、ＳＨ２が設けられたスポークＳ２とからなり、スポークＳ２の表側（運転者側）にシフトアップ用の変速スイッチＳＨ１を備え、裏側にシフトダウン用の変速スイッチＳＨ２を備えている。

以下に変速スイッチアクチュエータ２１、２２及び取付機構３について詳述する。

変速スイッチアクチュエータ２１、２２は、シフトアップ用の変速スイッチＳＨ１を操作するためにアクチュエータ２１（以下、シフトアップ用アクチュエータという。）と、シフトダウン用の変速スイッチＳＨ２を操作するためのアクチュエータ２２（以下、シフトダウン用アクチュエータという。）であり、本体部１１からコード１２を介して、電力及び制御信号を入力されている。各変速スイッチアクチュエータ２１、２２は、ブラケット部材５１３、５２２によって変速スイッチＳＨ１、ＳＨ２を向く方向に保持されていて、変速スイッチＳＨ１、ＳＨ２の操作を行うために、ソレノイドを内蔵する筺体２０１とその筺体２０１に保持されて変速スイッチＳＨ１、ＳＨ２を向く方向に沿って移動するプランジャ２０２とを備え、そのプランジャ２０２の先端部によって変速スイッチＳＨ１、ＳＨ２を押圧するように構成したものである。

ソレノイドは、単動式の直線ソレノイドである。そして、動作時において、変速スイッチＳＨ１、ＳＨ２との接触の際の衝撃を緩和するために、プランジャ２０２の先端部にはゴムなどのような緩衝部材２０３を設け、さらに動作後にプランジャ２０２が初期位置に戻るようにするために筺体２０１と緩衝部材２０３との間で、プランジャ２０２にコイルバネ２０４を外嵌させている。

取付機構３は、ステアリングホイルＳに固定され、前記変速スイッチアクチュエータ２１、２２を保持する固定部材４を備えている。

固定部材４は、ステアリングホイルＳに係合する複数の係合部４１２、４１３、４２４を有し、この係合部４１２、４１３、４２４により、ステアリングホイルＳのリムＳ１の内周面を突っ張ることにより、固定部材４をステアリングホイルＳに固定するものである。

具体的に固定部材４は、係合部４１２、４１３、４２４を支持する基体部４０を有し、当該基体部４０が、梁部４１と、当該梁部４１の延伸方向と概ね垂直に、その梁部４１に接続された柱部４２とから構成している。

梁部４１は、その延伸方向に延びるレール機構ＲＬを有しており、両端部に係合部４１２、４１３をレール機構ＲＬによりスライド可能に支持するものである。そして締め付け具４１ａ、４１ｂにより係合部４１２、４１３を固定している。

係合部４１２、４１３は、梁部４１の延伸方向に概ね垂直に、梁部４１に支持された２つの支軸４１２ａ、４１３ａとその支軸４１２ａ、４１３ａの先端部に設けた半円環形状の固定フック４１２ｂ、４１３ｂとから構成している。

柱部４２は、前記梁部４１に固定された枠体４２１と、この枠体４２１に架け渡された支持板４２２と、支持板４２２に設置された押圧手段としてのトグルクランプ４２３と、当該トグルクランプ４２３により進退運動をする係合部４２４とからなり、トグルクランプ４２３を閉めることにより前記係合部４２４がステアリングホイルＳのリムＳ１と係合し、固定部材４がステアリングホイルＳに固定される。

係合部４２４は、略Ｌ字形状の連結棒４２５によりトグルクランプ４２３と連結されており、連結棒４２５に接続された基体４２４ａと、その基体４２４ａに設けられた押圧部４２４ｂとからなる。

基体４２４ａは、長尺方向から見たときに断面コ字形状の板であり、その内側に押圧部４２４ｂを備えているとともに、その裏面において連結棒４２５と接続されている。

押圧部４２４ｂは、ステアリングホイルＳのリムＳ１の内周面と密着するように、その押圧面４２４ｂ１がリムＳ１の内周面の一部と概ね同じ湾曲面の係合溝ＫＭを有している。

上記構成に加えて、固定部材４は、前記ステアリングホイルＳのリムＳ１を突っ張るまで、前記固定部材４を前記ステアリングホイルＳに支承する仮保持部４３を備えている。具体的には、前記柱部４２の枠体４２１に一体に設けられたものであり、固定フック４１２ｂ、４１３ｂをステアリングホイルＳのリムＳ１に係合した場合に、仮保持部４３がリムＳ１に接触して固定部材４をステアリングホイルＳに一時的に保持するものである。

さらに本実施形態に係る取付機構３は、固定部材４に対する変速スイッチアクチュエータ２１、２２の位置を調節するための位置調節構造５を備えている。

以下に位置調節構造５について詳述する。

位置調節構造５は、固定部材４に対するシフトアップアクチュエータ２１の位置を調節するための位置調節機構５１（以下第１の位置調節機構５１という。）とシフトダウン用アクチュエータ２２の位置を調節するための位置調節機構５２（以下第２の位置調節機構５２という。）とからなる。

第１の位置調節機構５１は、固定部材４に設けた第１のレール部材５１１と、当該第１のレール部材５１１に支持された第２のレール部材５１２と、当該第２のレール部材５１２に支持された第１のブラケット部材５１３とから構成されている。

第１のレール部材５１１は、本実施形態では前記梁部４１と一体をなしており、同一のレール機構ＲＬを有する。

第２のレール部材５１２は、その延伸方向が第一のレール部材５１１の延伸方向と略直交する方向に延びる棒状をなしており、締め付け部５１４によりスライド可能に第１のレール部材５１１に固定される。

第１のブラケット部材５１３は、シフトアップ用アクチュエータ２１を把持するものであり、ネジ留め機構５１５により第２のレール部材５１２に対してスライド可能に支持されている。

第２の位置調節機構５２は、第１のレール部材５１１と連なった第３のレール部材５２０と、その第３のレール部材５２０からスポークＳ２の裏面側に延びる連結部材５２１と、この連結部材５２１に支持された第２のブラケット部材５２２とから構成されている。

第３のレール部材５２０は、梁部４１及び第１のレール部材５１１と同じ部材であり、共通のレール機構ＲＬを有する。

連結部材５２１は、第１のアーム部５２１ａと第２のアーム部５２１ｂとそれらアーム部５２１ａ、５２１ｂを互いに回動可能に保持する第１のユニバーサルジョイント５２１ｃとを有し、第２のアーム部５２１ｂは、リンク部５２３により第２のブラケット部５２２の連結棒５２２ａと接続角を変更可能に保持されている。

第２のブラケット部材５２２は、リンク部５２３により前記第２のアーム部５２１ｂと回動可能に保持された連結棒５２２ａと、第２のユニバーサルジョイント５２２ｂにより連結部材５２１と連結され、シフトダウン用アクチュエータ２２を保持する連結板５２２ｃとからなる。

次に、本実施形態における取付機構３による変速スイッチアクチュエータ２１、２２の取付手順を以下に説明する。

固定部材４における係合部４１２、４１３のフック４１２ｂ、４１３ｂを、ステアリングホイルＳのリムＳ１の下方に掛け、仮保持部４３がステアリングホイルＳを接触するまで倒す。そして、トグルクランプ４２３を閉めることにより、連結部４２５が押圧され、当該連結部４２５の先端部に接続された係合部４２４の押圧部４２４ｂが、ステアリングホイルＳのリムＳ１に押圧接触することにより、固定部材４がステアリングホイルＳに固定される。

このとき、ステアリングホイルＳのリムＳ１の大きさ（直径）により、係合部４２４の進退幅だけでは固定が不十分の場合には、トグルクランプ４２３を一旦開け、係合部４１２、４１３を梁部４１に締め付け固定している締め付け部４１ａ、４１ｂにより係合部４１２、４１３間の間隔を拡縮し、フック４１２ｂ、４１３ｂの掛かり位置を調整する。これにより、調整後はトグルクランプ４２３を閉めるだけで固定部材４をステアリングホイルＳに固定することができる。

つぎに、各変速スイッチアクチュエータ２１、２２の位置の調節を行う。具体的には、シフトアップ用アクチュエータ２１においては、第２のレール部材５１２の位置及び第１のブラケット部５１３の位置を調節する。

シフトダウン用アクチュエータ２２においては、まず締め付け部５２４により連結部材５２１をスライドさせて大まかに調整し、連結部材５２１の第１のユニバーサルジョイント５２１ｃにより第１のアーム部５２１ａと第２のアーム部５２１ｂとの接続角を調節し、リンク部５２３により第２のアーム部５２１ｂと連結棒５２２ａとの接続角を調節し、第２のユニバーサルジョイント５２２ｂを調整することによりシフトダウン用アクチュエータ２２の位置を調節する。

このように構成した本実施形態に係る車両自動運転装置１によれば、ステアリングホイルＳに変速スイッチＳＨ１、ＳＨ２を有する車両を自動運転する装置を提供することができると共に、変速スイッチアクチュエータ２１、２２をステアリングホイルＳに支持させて、本体部１１と機械的に分離させているので、装置１の小型化、変速操作ミスの低減を図ることができる。また、変速スイッチアクチュエータ２１、２２をステアリングホイルＳに外部から取り付けているので、従来に比べて格段に取付が容易になり、装置取付作業を短縮することができる。

さらに、仮保持部４３を設けているので、取付を一層容易にすることができる。

その上、梁部４１、第１の位置調節機構５１のレール部材５１１及び第２の位置調節機構５２のレール部材５２０を一体ものとしているので、部品の低減を図ることができ、又製造を容易にすることができる。

＜第２実施形態＞

以下に本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、前記第１実施形態に対応するものには同一の符号を付している。

本実施形態にかかる車両自動運転装置１は、図５及び図６に示すように、前記第１実施形態と取付機構３の固定部材４の構成が異なる。具体的には、固定部材４の梁部４１の構成は前記第１実施形態と同じであるが、その梁部４１に連接された柱部４２の構成が異なる。

本実施形態の柱部４２は、梁部４１に固定された枠体４２１と、この枠体４２１に取付具４７により取り付けられた回転ノブ４４、４５及び回転軸４６と、この回転ノブ４４、４５により前記梁部４１に対して進退運動をする係合部４２４とからなり、回転ノブ４４、４５を閉めることにより前記係合部４２４がステアリングホイルＳのリムＳ１と係合し、固定部材４がステアリングホイルＳに固定される。

係合部４２４は、回転ノブ４４、４５により回転される回転軸４６に連結されており、コの字形棒状の仮保持部４３と、その仮保持部４３に連続して設けた押圧部４２４ｂとからなる。

仮保持部４３は、押圧部４２４ｂがステアリングホイルＳのリムＳ１に係合するまで固定部材４をステアリングホイルＳに支承するものである。さらに具体的には、固定フック４１２ｂ、４１３ｂをステアリングホイルＳのリムＳ１に係止した場合に、仮保持部４３がリムに接触して固定部材をステアリングホイルに一時的に保持するものである。

押圧部４２４は、仮保持部４３に連続して設けられていて、ステアリングホイルＳのリムＳ１に係合する係合面４２４ｂ１を有したＵ字形に曲折した部材である。

このように構成した固定部材４をステアリングホイルに固定する固定手順は、まず固定部材４における係合部４１２、４１３の固定フック４１２ｂ、４１３ｂを、ステアリングホイルＳのリムＳ１の下方に掛け、仮保持部４３がステアリングホイルＳを接触するまで倒す。

そして、回転ノブ４４を操作することにより、押圧部４２４ｂがステアリングホイルＳのリムＳ１に押圧され、固定部材４がステアリングホイルＳに固定される。

このとき、ステアリングホイルＳのリムＳ１の大きさ（直径）により、係合部４２４の進退幅だけでは固定が不十分の場合には、回転ノブ４４を一旦緩め、係合部４１２、４１３を締め付け固定している締め付け部４１ａ、４１ｂにより係合部４１２、４１３間の間隔を拡縮し、フック４１２ｂ、４１３ｂの掛かり位置を調整する。これにより、調整後は回転ノブ４４を閉めるだけで固定部材４をステアリングホイルＳに固定することができる。

このように構成した本実施形態によれば、前記第１実施形態の効果の他に、ステアリングホイルＳ上部の開口部Ｓ３を固定部材４によって覆わないようにしているので、メータ等の確認がしやすい。

＜その他の変形実施形態＞

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では、ステアリングホイルのリムを突っ張ることにより固定部材を固定しているが、挟み込むようにして固定部材を固定するようにしても良い。あるいは、ステアリングホイルのリムの所定部位を把持することにより固定するようにしても良い。

また、前記第１実施形態ではソレノイドを用いたが、変速スイッチアクチュエータの動力源としてはエアー、モータあるいは直動機構を持つものを用いても良い。

加えて、図７に示すように筺体２０１に筒体２０５を嵌め合わせて緩衝部材２０３を覆い隠すように変速スイッチへガイドすることも考えられる。これにより、アクチュエータの誤動作を一層抑制することができる。

その他、前述した各実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記各実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

本発明の第１実施形態における車両自動運転装置を示す模式的全体図。 同実施形態における取付機構の平面図。 同実施形態における取付機構の側面図。 同実施形態における固定部材の側面図。 本発明の第２実施形態における固定部材を示す平面図。 同実施形態における固定部材の側面図。 その他の実施形態における取付機構の側面図。

符号の説明

１・・・・車両自動運転装置
Ｓ・・・・ステアリングホイル
ＳＨ１、ＳＨ２・・・・変速スイッチ
２１、２２・・・・変速スイッチアクチュエータ
３・・・・取付機構
４・・・・固定部材
４１２、４１３、４２４・・・・係合部
Ｓ１・・・・リム
５（５１、５２）・・・・位置調節構造
５１１・・・・第１のレール部材
５１２・・・・第２のレール部材
５１３、５２２・・・・ブラケット部材
４１・・・梁部
４２・・・柱部
４３・・・・仮保持部

Claims (7)

1. 車両のペダルを操作するペダルアクチュエータと、当該ペダルアクチュエータを支持する本体部とを備えた車両自動運転装置であって、
   ステアリングホイルに設けられた変速スイッチを操作するための変速スイッチアクチュエータと、
   前記変速スイッチアクチュエータを、前記ステアリングホイルに支持させて、前記本体部と機械的に分離させる取付機構とを備えていることを特徴とする車両自動運転装置。
2. 前記取付機構が、前記ステアリングホイルのリムに固定される固定部材を備え、この固定部材に前記変速スイッチアクチュエータを保持させるようにしたものであって、
   前記固定部材が、互いの距離を拡縮可能に構成した複数の係合部を有し、それら係合部により、前記リムを内側から突っ張り、あるいは前記リムを外側から挟み込んで前記ステアリングホイルに固定されるものであることを特徴とする請求項１記載の車両自動運転装置。
3. 前記取付機構が、前記固定部材に対する前記変速スイッチアクチュエータの相対位置を調節するための位置調節構造を有することを特徴とする請求項２記載の車両自動運転装置。
4. 前記位置調節構造が、前記固定部材に設けられた第１のレール部材と、この第１のレール部材にスライド可能に支持された、当該第１のレール部材の延伸方向とは異なる方向に延伸する第２のレール部材と、この第２のレール部材にスライド可能に支持された前記変速スイッチアクチュエータ保持用のブラケット部材とから構成されていることを特徴とする請求項３記載の車両自動運転装置。
5. 前記固定部材が、前記係合部を支持する基体部を有し、当該基体部が、梁部と、当該梁部の延伸方向と概ね垂直に、その梁部に接続された柱部とから構成され、
   前記梁部が、当該梁部の両端部それぞれにおいて、係合部を当該梁部の延伸方向に沿ってスライド可能に支持し、前記柱部が、少なくとも１つの係合部を当該柱部の延伸方向にスライド可能に支持するものであることを特徴とする請求項２、３又は４記載の車両自動運転装置。
6. 前記固定部材が、前記ステアリングホイルのリムを挟み込むまで、あるいは前記ステアリングホイルのリムを突っ張るまで、前記固定部材を前記ステアリングホイルに支承する仮保持部を備えていることを特徴とする請求項２、３、４又は５記載の車両自動運転装置。
7. 前記変速スイッチアクチュエータが、ソレノイドを用いたものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の車両自動運転装置。