(57)【要約】【課題】車両のドライバーが前方から視線を大きく外すことなく手動操作される入力装置の操作結果を目視確認でき、しかも操舵時でも良好な視認性を確保できる車両用操作装置を提供する。【解決手段】車体に対して回転操作される操舵用操作部材１に表示部４０が設けられる。表示部４０に信号生成手段により生成される画像信号に対応する画像４１ａ、４１ｂが表示される。画像４１ａ、４１ｂは、車両における手動操作される入力装置を表し、前方を向いたドライバーにより視認される。操作部材１の回転時に、車体に対する画像４１ａ、４１ｂの表示方向が一定方向に維持される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対して回転操作される操舵用操作部材と、
手動操作される入力装置と、
前記入力装置の操作結果を表す画像を形成するための画像信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段により生成される画像信号に対応する画像を表示する表示部とを備え、
前方を向いたドライバーにより前記画像を視認できるように前記表示部は前記操作部材に設けられ、
前記操作部材の回転時に、前記車体に対する前記画像の表示方向が一定方向に維持されることを特徴とする車両用操作装置。
【請求項２】
前記信号生成手段により、前記入力装置を表すシンボル画像を形成するための画像信号が生成され、
前記シンボル画像の表示画面に触れることで前記入力装置が操作されるように、前記入力装置としてタッチパネル型入力装置が前記表示部に設けられている請求項１に記載の車両用操作装置。
【請求項３】
前記表示部は前記操作部材に、上下方向に対して傾斜した回転軸中心に相対回転可能に設けられ、
前記操作部材の回転時に前記表示部が前記操作部材に対して相対回転することで前記車体に対する前記画像の表示方向が一定方向に維持されるように、前記表示部の重心は前記回転軸の下方に配置される請求項１または２に記載の車両用操作装置。
【請求項４】
前記操作部材の前記車体に対する回転量を検出するセンサと、
前記操作部材の回転時に前記車体に対する前記画像の表示方向が一定方向に維持されるように、前記操作部材の検出回転量に応じて前記画像信号を変化させる信号処理手段とを備える請求項１または２に記載の車両用操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転操作される操舵用操作部材を備える車両用操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両におけるステアリングホイールにはクラクションスイッチしか設けられていなかった。クラクションスイッチは操作結果を聴覚により確認することができるが、クラクションスイッチ以外の車両における手動操作される入力装置の操作結果は、通常は目視確認する必要がある。従来、クラクションスイッチ以外の入力装置や、その入力装置の操作結果を表す表示部は、一般にコンソールや計器盤に設けられていた。また、車両に設ける表示部として液晶表示装置のような画像を表示するものが用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３４２８６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コンソールや計器盤に設けられた入力装置を操作したり、その操作結果を目視確認する場合、ドライバーは視線を前方から大きく外さなければならず、運転を行う上で好ましいものではない。そこで、入力装置の操作結果を画像により表示することでドライバーの視認性を向上することが考えられる。しかし、そのような画像表示部をコンソールや計器盤に設けたのでは、入力装置の操作時や操作結果の目視確認時にドライバーはやはり視線を前方から大きく外さなければならない。
本発明は上記問題を解決することのできる車両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】
本発明の車両用操作装置は、車体に対して回転操作される操舵用操作部材と、手動操作される入力装置と、前記入力装置の操作結果を表す画像を形成するための画像信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成される画像信号に対応する画像を表示する表示部とを備え、前方を向いたドライバーにより前記画像を視認できるように前記表示部は前記操作部材に設けられ、前記操作部材の回転時に、前記車体に対する前記画像の表示方向が一定方向に維持されることを特徴とする。
本発明によれば、入力装置の操作結果を示す画像の表示部が操作部材に設けられているので、その画像をドライバーは視線を前方から大きく外すことなく目視確認できる。しかも、その画像の表示方向は操作部材の回転時でも車体に対して変化しないように一定方向に維持されるので、操作部材の操作時でも良好な視認性を確保できる。
【０００６】
前記信号生成手段により、前記入力装置を表すシンボル画像を形成するための画像信号が生成され、前記シンボル画像の表示画面に触れることで前記入力装置が操作されるように、前記入力装置としてタッチパネル型入力装置が前記表示部に設けられているのが好ましい。
これにより、ドライバーは視線を前方から大きく外すことなく入力装置を操作でき、しかも入力装置を表すシンボル画像の表示方向は操作部材の回転時でも車体に対して変化しないように一定方向に維持されるので、良好な操作性を確保できる。
【０００７】
前記表示部は前記操作部材に、上下方向に対して傾斜した回転軸中心に相対回転可能に設けられ、前記操作部材の回転時に前記表示部が前記操作部材に対して相対回転することで前記車体に対する前記画像の表示方向が一定方向に維持されるように、前記表示部の重心は前記回転軸の下方に配置されるのが好ましい。
これにより、簡単な構成で表示部による画像の表示方向を車体に対して一定方向に維持できる。
【０００８】
前記操作部材の前記車体に対する回転量を検出するセンサと、前記操作部材の回転時に前記車体に対する前記画像の表示方向が一定方向に維持されるように、前記操作部材の検出回転量に応じて前記画像信号を変化させる信号処理手段とを備えるのが好ましい。
これにより、表示部による画像の表示方向を車体に対して一定方向に確実に維持できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す本発明の第１実施形態の車両用操作装置は、車体に対して回転操作される操舵用操作部材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。操作部材１の回転軸は、車体の前方側に向かうに従い下方側に向かうように上下方向に対して傾斜される。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δ＊  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。
【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、例えば操作反力ゲインをＫとしてＴｈ＊  ＝Ｋ・δｈとされ、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。
【００１６】
図２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。そのハブ３１に表示部４０が設けられている。本実施形態の表示部４０は、長方形画面を有する液晶表示装置の表示パネルにより構成され、信号生成手段である制御装置２０に接続され、制御装置２０により生成される画像信号に対応する画像を表示する。前方を向いたドライバーにより表示部４０の表示画像を視認できるように、表示部４０の画面はハブ３１の上面と略面一とされている。
【００１７】
制御装置２０は、車両における手動操作される入力装置を表すシンボル画像を形成するための画像信号と、その入力装置の操作結果を表す画像を形成するための画像信号を生成して表示部４０に送る。その入力装置は、本実施形態では上記操作反力ゲインＫの設定用入力装置とされる。その入力装置を表すシンボル画像は、例えば図２に示すようにゲイン増加方向を示す矢印画像４１ａとゲイン減少方向を示す矢印画像４１ｂとからなり、その入力装置の操作結果を表す画像は操作反力ゲインＫを表す数値画像４１ｃからなる。そのシンボル画像４１ａ、４１ｂの表示画面に触れることでその入力装置が操作されるように、その入力装置としてタッチパネル型入力装置４２が表示部４０に設けられる。タッチパネル型入力装置４２に触れることで生成される入力信号は制御装置２０に入力され、その入力信号に応じて制御装置２０は操作反力ゲインＫに対応する画像信号を生成する。すなわち、矢印画像４１ａ、４１ｂに触れることで数値画像４１ｃが変化する。なお、入力装置４２が操作反力ゲインＫの設定用だけでなく別の車両搭載機器の制御用入力装置を兼用するものとし、その別の制御用入力装置の操作結果を表す画像と入力装置を表すシンボル画像を併せて表示部４０により表示してもよい。
【００１８】
操作部材１の回転時に、車体に対する表示部４０による表示画像の表示方向が一定方向に維持される。本実施形態では、表示部４０は操作部材１に上下方向に対して傾斜した回転軸Ｏ中心に相対回転可能に設けられる。例えば、操作部材１に取り付けられたベアリングにより、表示部４０に一体化したシャフトを回転自在に支持する。なお、制御装置２０と表示部４０の接続用配線はスリップリングやロータリーコネクタ等を介して接続すればよい。本実施形態では、その回転軸Ｏは操作部材１の車体に対する回転軸と同心とされ、車体の前方側に向かうに従い下方側に向かうように上下方向に対して傾斜する。その回転軸Ｏの下方において表示部４０は重り４５を内蔵し、これにより表示部４０の重心は回転軸Ｏの下方に配置され、操作部材１の回転時に表示部４０が操作部材１に対して相対回転することで車体に対する表示部４０による画像の表示方向が一定方向に維持される。例えば本実施形態では、表示部４０の長方形画面の長辺が水平に維持されることで画像の表示方向が一定方向に維持される。なお、回転軸Ｏは操作部材１の車体に対する回転軸に対して同心である必要はなく、例えば偏心してもよいし交差してもよい。
【００１９】
上記実施形態によれば、入力装置４２の操作結果を表す画像４１ｃの表示部４０が操作部材１に設けられているので、その画像をドライバーは視線を前方から大きく外すことなく目視確認できる。また、その画像４１ｃの表示方向は操作部材１の回転時でも車体に対して変化しないように一定方向に維持されるので、操作部材１の操作時でも良好な視認性を確保できる。さらに、入力装置４２はタッチパネル型入力装置とされ、入力装置４２を表すシンボル画像４１ａ、４１ｂが表示部４０に表示されるので、ドライバーは視線を前方から大きく外すことなく入力装置を操作できる。しかも、シンボル画像４１ａ、４１ｂの表示方向は操作部材１の回転時でも車体に対して変化しないように一定方向に維持されるので、良好な操作性を確保できる。また、簡単な構成で表示部４０による画像４１ａ、４１ｂ、４１ｃの表示方向を車体に対して一定方向に維持できる。
【００２０】
図３は本発明の第２実施形態を示す。本実施形態においては、表示部４０は円形画面を有し、操作部材１に対して相対回転することなく設けられている。また、操作角δｈを検出する角度センサ１１が操作部材１の車体に対する回転量を検出するセンサとして用いられる。操作部材１の回転時に車体に対する画像の表示方向が一定方向に維持されるように、操作部材１の検出回転量に応じて画像信号を変化させる信号処理回路が制御装置２０に接続されている。これにより、表示部４０による画像の表示方向を車体に対して一定方向に確実に維持できる。他は第１実施形態と同様で同様部分は同一符号で示す。
【００２１】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、本発明が適用される車両はステアバイワイヤシステムを採用する車両に限定されず、車輪にステアリングシャフトを介して機械的に連結されたステアリングホイールを操作部材として備える車両にも適用できる。また、表示部を有機ＥＬディスプレイ装置のような液晶表示装置以外の表示装置の表示部により構成してもよい。本発明における入力装置の種類は手動操作されるものであれば特に限定されず、例えば電動パワーステアリング装置における操舵補助力の調整用入力装置、４輪駆動車における４輪駆動モードと２輪駆動モードとの間のモード切換入力装置、走行特性を切換可能な車両における走行特性切換用入力装置等であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、車両のドライバーは前方から視線を大きく外すことなく手動操作される入力装置の操作結果を目視確認したり操作でき、しかも操舵時でも良好な視認性、操作性を確保できる。
【００２３】
【他の技術の開示】
図４は、車輪にステアリングシャフト５１を介して機械的に連結されるステアリングホイール５０を示す。ステアリングシャフト５１は、セレーション５１ａを介してステアリングホイール５０と同行回転するハンドルシャフト５０ａに連結される。また、ステアリングシャフト５１を支持するステアリングコラム５２と、ハンドルシャフト５０ａを支持するハンドルコラム５３とが嵌め合わされ、この際、ステアリングコラム５２に設けられた車体側ハーネスコネクタ５４と、ハンドルコラム５３に設けられたハンドル側ハーネスコネクタ５５とが接続される。両ハーネスコネクタ５４、５５を介して、ステアリングホイール５０に設けられた複数のスイッチ５６と、車両に搭載される制御装置とが電気的に接続される。各スイッチ５６は、例えばクラクションスイッチ、ワイパースイッチ、操舵補助力の調整用スイッチ等とされる。セレーション５１ａ、コラム５２、５３、ハーネスコネクタ５４、５５の形状や寸法を規格により統一し、ステアリング装置に対するステアリングホイール５０の互換性を確保することで、スイッチ５６の配列等が異なる複数種類のステアリングホイール５０の中からドライバーの好みのものを選択してステアリング装置に取り付けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の車両用操作装置の構成説明図
【図２】本発明の第１実施形態の車両用操作装置における操作部材を示す図
【図３】本発明の第２実施形態の車両用操作装置における操作部材を示す図
【図４】他の技術に関する説明図
【符号の説明】
１  操作部材
１１  角度センサ
２０  制御装置
４０  表示部
４２  タッチパネル型入力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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