JP2017217993A - ステアリングスイッチ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】意図しない自動運転解除の問題点を解消するとともに、自動運転時と手動運転時とで適切なスイッチ操作となるように構成されたステアリングスイッチ装置を提供する。
【解決手段】自動運転と手動運転とに用いられるステアリングホイール1のステアリングスイッチ装置10は、自動運転時はステアリングホイール1の中央位置にステアリングスイッチ11を操作可能にさせ、手動運転時はステアリングホイール1の中央位置以外の位置にステアリングスイッチ11の操作位置を変更させる変更手段を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】自動運転と手動運転とに用いられるステアリングホイール1のステアリングスイッチ装置10は、自動運転時はステアリングホイール1の中央位置にステアリングスイッチ11を操作可能にさせ、手動運転時はステアリングホイール1の中央位置以外の位置にステアリングスイッチ11の操作位置を変更させる変更手段を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、ステアリングスイッチ装置に係り、特に、車両の自動運転と手動運転とに用いられるステアリングホイールのステアリングスイッチ装置に関する。
車両のステアリングホイールの一例として、自動運転と手動運転とに用いられるステアリングホイールが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記特許文献1に記載されたステアリングホイールは、円環状のリムと、リムの中央に配置されたハブとを分離可能に構成しており、ハブの左右両側にタッチスクリーンパネルを装着している。自動運転時においては、リムがハブから離れてステアリングコラムに沿って運転者から離れる方向に移動するとともに、ハブが運転者側に向けて移動する構成となっている。車両の旋回時においては、リムは車両の旋回運動に追従して回転するが、タッチスクリーンパネルが装着されたハブは、リムと一緒に回転しないようになっている。
ところで、手動運転時には運転者の手でステアリングホイールを操舵するため、ステアリングホイールを操舵する手の位置とステアリングスイッチの位置との位置関係が一定に保てるようにステアリングホイール自体にステアリングスイッチを搭載しており、ステアリングホイールが回転中であっても、運転者がスイッチ操作しやすいようにしている。ステアリングホイールと運転者の手とは同時に回転するため、ステアリングスイッチは、ステアリングホイールと一緒に回転する方が操作しやすい。
一方、自動運転時においては、ステアリングホイールから運転者の手を放すことが許容される。手動運転時と同じ位置にあるステアリングスイッチがステアリングホイールと一緒に回転することから、ステアリングスイッチの押下げ操作は行いにくくなる。
運転者が、例えばステアリングホイールの左右両側に配置されたステアリングスイッチを押下げ操作する瞬間にステアリングホイールが自動回転すると、正確にステアリングスイッチを押下げ操作することはできない。自動運転中において、運転者がステアリングホイールを操舵すると、自動運転が解除されることから、ステアリングスイッチの押下げ操作がステアリングホイールの操舵として伝達されてしまうと、運転者が意図していないにもかかわらず、自動運転を解除させてしまう場合もある。
従って、本発明の目的は、意図しない自動運転解除の問題点を解消するとともに、自動運転時と手動運転時とで適切なスイッチ操作となるように構成されたステアリングスイッチ装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、自動運転と手動運転とに用いられるステアリングホイールのステアリングスイッチ装置において、自動運転時は前記ステアリングホイールの中央位置にステアリングスイッチを操作可能にさせ、手動運転時は前記ステアリングホイールの前記中央位置以外の位置に前記ステアリングスイッチの操作位置を変更させる変更手段を備えたことを特徴としている。
本発明に係るステアリングスイッチ装置において、自動運転時は前記ステアリングホイールの中央位置に前記ステアリングスイッチを操作可能に移動させ、手動運転時は前記ステアリングホイールの中央位置以外の位置に前記ステアリングスイッチを移動させる移動機構を備えたことが好適である。
更に、本発明に係るステアリングスイッチ装置において、前記ステアリングスイッチは、前記中央位置以外の位置にあるステアリングスイッチと、前記中央位置にあるステアリングスイッチとを有し、手動運転及び自動運転の切り替えに応じて、いずれかのステアリングスイッチが操作できない状態とされることが好適である。
更にまた、本発明に係るステアリングスイッチ装置において、前記ステアリングスイッチが操作できない状態は、前記ステアリングスイッチがカバー部材で閉じられる状態、又はブラックアウトされる状態であることが好適である。
更にまた、本発明に係るステアリングスイッチ装置において、自動運転時は、前記ステアリングスイッチが前記ステアリングホイールから離れて運転者側に向けて移動する移動機構を備えたことが好適である。
本発明によると、運転者が意図しない自動運転解除を防止することができるとともに、自動運転時と手動運転時とで適切なスイッチ操作を行うことができる。
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、実施の形態の説明に用いる図において、各構成部材の寸法比などは、実際の寸法比とは異なる大きさ等で示されており、図示例に限定されるものではない。
[第1の実施の形態]
図1(a)、(b)及び(c)において、全体を示す符号1は、第1の実施の形態に係る典型的なステアリングスイッチ装置10を備えた自動車のステアリングホイールを模式的に示している。なお、以下の説明において、ステアリングホイール1の表面を前部ともいい、ステアリングホイール1の裏面を後部ともいい、ステアリングホイール1を表面からみて上下左右という。
図1(a)、(b)及び(c)において、全体を示す符号1は、第1の実施の形態に係る典型的なステアリングスイッチ装置10を備えた自動車のステアリングホイールを模式的に示している。なお、以下の説明において、ステアリングホイール1の表面を前部ともいい、ステアリングホイール1の裏面を後部ともいい、ステアリングホイール1を表面からみて上下左右という。
ステアリングホイール1は、自動車の運転状態を手動運転と自動運転とに切り替え可能に構成されている。手動運転は、運転者がステアリングホイール1を回転操作することでステアリングホイール1の操作に応じて操舵機構を動作する。一方の自動運転は、運転者がステアリングホイール1を回転操作しない場合であっても、操舵機構を自動で動作させ、ステアリングホイール1が同期して回転することがある。
ステアリングホイール1は、ハンドルポスト2の先端に配置された中央のハブ3と、ハブ3の前部に取り付けられるハンドルカバー4と、円環状のリム5と、リム5及びハブ3を互いに連結するスポーク6とを備えている。ステアリングホイール1には、特徴部となるステアリングスイッチ装置10が装着されている。
ステアリングスイッチ装置10は、ハンドルカバー4に左右往復動自在に配置された左右一対のステアリングスイッチ11,11を備えており、自動運転と手動運転との切り替わりに応じて位置が変更される入出力装置として構成されている。
各ステアリングスイッチ11は、例えば自動運転用スイッチ、自動速度制御用スイッチ、オーディオ用スイッチ、エアコン用スイッチ等の各種の操作スイッチや複数の操作スイッチからなるスイッチ群として構成されている。各ステアリングスイッチ11から延びる図示しない配線は、ハンドルポスト2に組み付けられたステアリングロールコネクタ(SRC)7を介して同じく図示しない車載機器に接続されており、ステアリングホイール1の回転によってねじ切れることなく、常に配線及び車載機器の導通が確保されている。
自動運転用スイッチは、運転者によりオンオフ操作することで自動運転又は手動運転に切り替えられて、オン信号とオフ信号とを図示しないコントローラへ出力する。コントローラは、マイクロコンピュータにより構成されており、手動運転及び自動運転を行うために、ステアリングホイール1に対する各ステアリングスイッチ11の移動位置を制御する。
自動運転時はステアリングホイール1の中央位置にステアリングスイッチ11を操作可能にさせ、手動運転時はステアリングホイール1の中央位置以外の位置にステアリングスイッチ11の操作位置を変更させる変更手段として、自動運転と手動運転との切り替えに応じて左右往復動させるための移動機構12が備えられている。移動機構12は、特に限定されるものではなく、例えばリンク機構、ギヤ機構やラックピニオン機構をモータにより駆動する構成を用いることができる。
移動機構12は、回転センサを備えた一対のスライダ13,13と、各スライダ13を摺動させるレール14とを備えている。スライダ13は、ステアリングスイッチ11に固定されており、移動側に設けられている。一方のレール14は、ハンドルカバー4に固定されており、ステアリングホイール1の左右方向に沿って延びるガイドとして構成されている。スライダ13を駆動することで、スライダ13が、レール14に沿ってステアリングスイッチ11と一緒に移動する。
各ステアリングスイッチ11の移動位置は、ステアリングホイール1に取り付けられた図示しない舵角センサで検出されるハンドル角、回転センサで検出されるスライダ13の移動量、及び自動運転用スイッチのオンオフ信号等に基づいてコントローラにより制御される。
このような移動機構を備えることで、手動運転時においては、図1(a)に示すように、各ステアリングスイッチ11がハンドルポスト2の先端に配置される中央のハブ3の左右両側に配置される。図1(b)に示すように、自動運転時においては、各ステアリングスイッチ11がハブ3の中央に自動的に移動することで、ステアリングホイール1の中央には、各ステアリングスイッチ11が集約して配置される。
なお、ステアリングスイッチ11としては、例えば操作スイッチの入力装置以外の発光体(LED)や液晶ディスプレイ等の出力装置としての機能を合わせ持つ構成を採用することができる。
また、各ステアリングスイッチ11の外周に異なる色を発光する複数の発光体を内蔵させて、各ステアリングスイッチ11の移動位置に応じて色を変える構成とすることにより、現時点の自動車の運転状態が自動運転なのか、あるいは手動運転なのかを運転者に分かりやすくさせることができる。
(第1の実施の形態の効果)
第1の実施の形態におけるステアリングスイッチ装置10によると、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
第1の実施の形態におけるステアリングスイッチ装置10によると、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
ステアリングホイール1において、自動運転と手動運転との切り替わりに応じて、運転者がスイッチ操作しやすい位置にステアリングスイッチ11を自動的に配置することができる。手動運転又は自動運転のいずれの場合にも、ステアリングホイール1上に各ステアリングスイッチ11が配置されるため、入出力位置が大きく変わることはない。
手動運転時においては、従来と同じようにステアリングホイール1の左右両側位置に各ステアリングスイッチ11があり、手動運転から自動運転に切り替わると、ステアリングホイール1の中央に各ステアリングスイッチ11が移動することで各ステアリングスイッチ11の位置が変わるため、自動車の運転状態が自動であるか、あるいは手動であるかを運転者の目視により容易に判断することが可能になる。
[第2の実施の形態]
図2(a)及び(b)を参照すると、これらの図には、第2の実施の形態に係るステアリングスイッチ装置10を備えたステアリングホイール1が模式的に示されている。なお、これらの図において、上記第1の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を用いている。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
図2(a)及び(b)を参照すると、これらの図には、第2の実施の形態に係るステアリングスイッチ装置10を備えたステアリングホイール1が模式的に示されている。なお、これらの図において、上記第1の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を用いている。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
この第2の実施の形態は、自動運転時においてステアリングスイッチ11がステアリングホイール1のハンドルカバー4に対して分離する移動機構を備えた点と、手動運転及び自動運転の切り替えに応じて操作不能とするステアリングスイッチ11の操作位置を変更させる変更手段により隠蔽する構成を備えた点とで、上記第1の実施の形態と異なっている。
図2(a)及び(b)において、ステアリングスイッチ装置10は、ステアリングホイール1の左右両端に固定された一対のステアリングスイッチ11,11と、ステアリングホイール1の中央に移動自在に固定されたステアリングスイッチ11とを備えている。各ステアリングスイッチ11は、ハンドルカバー4の表面の同一曲線上に一列に配置されている。
左右両端の各ステアリングスイッチ11は、ステアリングホイール1の回転方向と同じ方向に回転する。中央のステアリングスイッチ11は、ハンドルポスト2に直線運動及び回転運動自在の移動機構に前後動自在及び回転自在に連結されている。
移動機構は、特に限定されるものではないが、例えば出力軸を直進させる構造を有する直進駆動用のモータ15と、回転センサを備えた正逆回転可能なモータ16とにより構成されている。直進駆動用のモータ15は、ハンドルポスト2の先端に固定されており、このモータ15の出力軸には、モータ16を介して中央のステアリングスイッチ11が連結固定されている。
中央のステアリングスイッチ11が正面視で四角形状に形成されていることから、直進駆動用のモータ15を用いてダイレクトに直線運動を得るように構成されており、中央のステアリングスイッチ11を手動運転時におけるハンドルカバー4の前面よりも少し運転者側に移動させることで、中央のステアリングスイッチ11とハンドルカバー4との干渉が防止されている。
中央のステアリングスイッチ11の移動位置は、舵角センサで検出するハンドル角、回転センサで検出するモータ16の回転角、及び自動運転用スイッチのオンオフ信号等に基づいてコントローラにより制御される。
中央のステアリングスイッチ11がモータ16を介してハンドルポスト2と連結されているため、ハンドルポスト2の正回転に対してモータ16に逆回転方向のトルクを付加することで、中央のステアリングスイッチ11だけを回転させることが可能である。モータ16をハンドルポスト2に対して反対方向に回転させることで、相対的にステアリングホイール1の中央で静止させることができるようになる。
なお、図示例では、中央のステアリングスイッチ11は四角形状に形成されているが、ハンドルカバー4との干渉を避けるため、中央のステアリングスイッチ11の回転軌跡に沿う形状を有する凹部をハンドルカバー4に形成する構成であってもよく、中央のステアリングスイッチ11を円形に形成しても構わない。また、直進駆動用のモータ15に代えて、中央のステアリングスイッチ11を前後方向に駆動するためのソレノイドやシリンダ等の伸縮型アクチュエータを用いることができる。
ステアリングスイッチ装置10は更に、各ステアリングスイッチ11が設置されるハンドルカバー4の表面の同一曲線上に沿うレール14に沿って移動自在に配置された一対のカバー部材17,17を備えている。各カバー部材17をスライド開閉する機構としては、特に限定されるものではなく、例えばリンク機構、ギヤ機構やラックピニオン機構等により構成することができる。
各カバー部材17の移動位置は、舵角センサで検出するハンドル角、回転センサで検出するモータ16の回転角、及び自動運転用スイッチのオンオフ信号等に基づいてコントローラにより制御される。
各カバー部材17は、自動運転と手動運転との切り替えに応じて、各ステアリングスイッチ11に対する位置を変えることで、操作可能なステアリングスイッチ11が出現するように構成されている。手動運転時には、左右両端のステアリングスイッチ11が有効となり、中央のステアリングスイッチ11はカバー部材17により閉じられる。一方、自動運転時には、中央のステアリングスイッチ11が有効となり、左右両端のステアリングスイッチ11がカバー部材17により隠蔽されることになる。
なお、ステアリングスイッチ11の操作位置を変更させる変更手段により隠蔽するための他の構成例としては、例えば各ステアリングスイッチ11のスイッチ操作盤面がブラックアウトすることでステアリングスイッチ11を隠蔽する構成を採用することができる。
(第2の実施の形態の効果)
以上のように構成された第2の実施の形態におけるステアリングスイッチ装置10によれば、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
以上のように構成された第2の実施の形態におけるステアリングスイッチ装置10によれば、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
手動運転と自動運転との切り替えに対応して、ステアリングホイール1において操作不能なステアリングスイッチ11が隠蔽されるため、複数のステアリングスイッチ11のうちの有効なステアリングスイッチ11を運転者の目視により容易に判断することが可能になる。
[第3の実施の形態]
図3(a)及び(b)を参照すると、これらの図には、第3の実施の形態に係るステアリングスイッチ装置10を備えたステアリングホイール1が模式的に示されている。ステアリングホイール1は、図示しない転舵輪を転舵する転舵機構との機械的な連結が解除されたステアリングバイワイヤ方式を例示している。なお、これらの図において、上記第1の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を用いることで、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
図3(a)及び(b)を参照すると、これらの図には、第3の実施の形態に係るステアリングスイッチ装置10を備えたステアリングホイール1が模式的に示されている。ステアリングホイール1は、図示しない転舵輪を転舵する転舵機構との機械的な連結が解除されたステアリングバイワイヤ方式を例示している。なお、これらの図において、上記第1の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を用いることで、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。
この第3の実施の形態にあっては、自動運転時において、ステアリングスイッチ11を搭載するステアリングホイール1のハンドルカバー4とリム5とが分離する構成を備えた点で、上記各実施の形態と異なっている。
図3(a)及び(b)において、リム5は、操舵するための中空円筒状をなす外側のハンドルポスト2に固定されている。ハンドルポスト2の筒内に配置された内側のハンドルポスト8は、車体に固定されている。ハンドルカバー4は、外側のハンドルポスト2に対して前後方向分離自在に配置されている。
2個のステアリングスイッチ11,11には、自動運転と手動運転との切り替えに応じて左右往復動させるための左右一対のスライダ13,13が備えられており、各スライダ13には、レール14が連結されている。各ステアリングスイッチ11は、ステアリングホイール1の左右両端と中央とを自動又は手動の運転状態に合わせて移動するように構成されている。
ハンドルカバー4には、自動運転と手動運転との切り替えに応じて前後往復動させるための移動機構が備えられている。移動機構は、特に限定されるものではないが、回転センサを備えた正逆回転可能なモータ18と、モータ18の正逆回転運動を直線運動に変換するラックピニオン機構19とを備えている。ラックピニオン機構19は、モータ18の出力軸に固定されたピニオン20と、ピニオン20に噛み合うラック21とを備えており、ハンドルポスト8の一部として構成されている。
モータ18は、回転しない内側のハンドルポスト8に固定されている。一方のラック21の前端は、ハンドルカバー4の後面に固定されている。モータ18が回転駆動することで、ピニオン20がラック21と噛み合って、ラック21がハンドルカバー4と一緒に前後動するようになっており、ハンドルポスト8の前端部が前後方向に伸縮する構成とされている。
このような移動機構は、舵角センサで検出するハンドル角、回転センサで検出するモータ18の回転角、及び自動運転用スイッチのオンオフ信号等に基づいてコントローラにより制御される。
図3(a)に示すように、手動運転時においては、各ステアリングスイッチ11がステアリングホイール1の左右両側に配置されており、ハンドルカバー4がステアリングホイール1に係合して固定されている。
図3(b)に示すように、自動運転時において、各ステアリングスイッチ11がステアリングホイール1の中央に自動的に移動したとき、各ステアリングスイッチ11をモータ18で押し上げる。これにより、ハンドルカバー4とステアリングホイール1との係合が解除され、ハンドルカバー4が外側のハンドルポスト2から外れる構造としている。ステアリングホイール1が回転しても、各ステアリングスイッチ11は、回転する外側のハンドルポスト2と離れており、回転しない内側のハンドルポスト8に連結固定されたままの状態になる。
つまり、リム5がラックピニオン機構19から外れているうえに、ハンドルカバー4にも干渉することがないため、ステアリングホイール1が回転しても、中央の各ステアリングスイッチ11は、リム5と一緒に回転することなく、回転しないハンドルポスト8に固定したままの状態に保持することができる。
各ステアリングスイッチ11の切り替えは、基本的に自動車が進行しているときに行う。各ステアリングスイッチ11が直進以外のタイミングで切り替わると、ステアリングホイール1の中央に配置された各ステアリングスイッチ11が斜めに傾いて固定されてしまうため、操作しづらいからである。
特に、上記第2の実施の形態に係るステアリングスイッチ装置10では、舵角がある状態で各ステアリングスイッチ11の切り替えが行われても、図2(b)に示す直進状態のような正常な位置までモータを回転駆動させることができる。
なお、図示例では、ラックピニオン機構19を用いてハンドルカバー4を前後方向に移動する移動機構を構成しているが、例えばリニアモータを用いてダイレクトに直線運動を得るように構成してもよく、リニアモータに代えて、前後方向に駆動するためのソレノイドやシリンダ等の伸縮型アクチュエータであっても構わない。
(第3の実施の形態の効果)
以上のように構成された第3の実施の形態におけるステアリングスイッチ装置10によれば、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
以上のように構成された第3の実施の形態におけるステアリングスイッチ装置10によれば、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。
手動運転から自動運転に切り替わると、ステアリングスイッチ11を搭載するハンドルカバー4がリム5から分離して、ステアリングホイール1の中央に集約して配置された入出力装置が前方へ移動することで入出力位置が変わるため、回転するステアリングホイール1の回転を阻害することなく、容易にスイッチ操作することができる。
ステアリングホイール1において、運転者がスイッチ操作しやすい位置にステアリングスイッチ11を自動的に配置することができることから、手動運転時においては、従来と同様の位置で入出力することができるとともに、自動運転時においては、自動回転中のステアリングホイール1の回転を阻害することなく、入出力可能な位置に配置することができる。
なお、本発明に係るステアリングスイッチ装置10の代表的な構成例では、自動車に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば建設機械や農業機械などの各種の作業用車両に効果的に適用することができることは勿論である。
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な各実施の形態、変形例、及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記各実施の形態、変形例、及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
1…ステアリングホイール、2,8…ハンドルポスト、3…ハブ、4…ハンドルカバー、5…リム、6…スポーク、7…ステアリングロールコネクタ、10…ステアリングスイッチ装置、11…ステアリングスイッチ、12…移動機構、13…スライダ、14…レール、15,16,18…モータ、19…ラックピニオン機構、21…ラック、17…カバー部材、20…ピニオン
Claims (5)
- 自動運転と手動運転とに用いられるステアリングホイールのステアリングスイッチ装置において、
自動運転時は前記ステアリングホイールの中央位置にステアリングスイッチを操作可能にさせ、手動運転時は前記ステアリングホイールの前記中央位置以外の位置に前記ステアリングスイッチの操作位置を変更させる変更手段を備えたことを特徴とするステアリングスイッチ装置。 - 自動運転時は前記ステアリングホイールの中央位置に前記ステアリングスイッチを操作可能に移動させ、手動運転時は前記ステアリングホイールの中央位置以外の位置に前記ステアリングスイッチを移動させる移動機構を備えた請求項1に記載のステアリングスイッチ装置。
- 前記ステアリングスイッチは、前記中央位置以外の位置にあるステアリングスイッチと、前記中央位置にあるステアリングスイッチとを有し、
手動運転及び自動運転の切り替えに応じて、いずれかのステアリングスイッチが操作できない状態とされる請求項1に記載のステアリングスイッチ装置。 - 前記ステアリングスイッチが操作できない状態は、前記ステアリングスイッチがカバー部材で閉じられる状態、又はブラックアウトされる状態である請求項3に記載のステアリングスイッチ装置。
- 自動運転時は、前記ステアリングスイッチが前記ステアリングホイールから離れて運転者側に向けて移動する移動機構を備えた請求項1から4のいずれか1項に記載のステアリングスイッチ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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ID=60658259
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JP (1) | JP2017217993A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113453971A (zh) * | 2019-02-22 | 2021-09-28 | 乔伊森安全***收购有限责任公司 | 可伸缩方向盘 |
KR20230000198U (ko) * | 2021-07-16 | 2023-01-26 | 조재성 | 자전거용 조명 장치 |
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2016
- 2016-06-07 JP JP2016113323A patent/JP2017217993A/ja active Pending
Cited By (4)
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CN113453971B (zh) * | 2019-02-22 | 2024-04-16 | 乔伊森安全***收购有限责任公司 | 可伸缩方向盘 |
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KR200497002Y1 (ko) | 2021-07-16 | 2023-06-29 | 조재성 | 자전거용 조명 장치 |
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