(57)【要約】【課題】  車両への出力に対する操作部材への操作量や操作態様を変更できる運転操作装置を提供すること。【解決手段】  運転操作装置に、運転者によって独立して操作される把持部５２と、引き金操作部５３を備えた操作レバー５０と、把持部５２の操作量に基づく出力値と、引き金操作部５３の操作量に基づく出力値とを加味した出力値を出力する電気制御部２０等を設けた。また、引き金操作部５３の操作量に基づく出力値が、把持部５２の操作量に基づく出力値に比較して、操作量に対する感度が小さくなるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって独立して操作される第１入力部と第２入力部を備えた操作部材と、
前記第１入力部の第１操作量に基づく第１出力値と、前記第２入力部の第２操作量に基づく第２出力値とを加味した第３出力値を出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする運転操作装置。
【請求項２】
前記第２出力値が、前記第１出力値に比較して、操作量に対する感度が小さくなるようにした請求項１に記載の運転操作装置。
【請求項３】
運転者によって独立して操作される第１入力部と第２入力部を備えた操作部材と、
前記第１入力部の第１操作量を検出する第１検出手段と、前記第２入力部の第２操作量を検出する第２検出手段と、
検出される第１および第２操作量に基づいて出力値を出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする運転操作装置。
【請求項４】
前記第２検出手段が、前記第１検出手段に比較して、操作量に対する感度が小さくなるようにした請求項３に記載の運転操作装置。
【請求項５】
前記第１入力部と前記第２入力部とを一つの操作部材に設けた請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載の運転操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者によって操作される操作部材を備え、運転者による操作部材の操作に応じて車両の運転を操作する運転操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、特開平１１−１９２９６０号公報に開示されているような、操作部材の操作安定性を向上させた運転操作装置が開発されている。この運転操作装置では、操作部材としてジョイスティックを用い、運転者がこのジョイスティックを体側に向けて操作するときよりも、体から離れる方向に操作するときの方が、ジョイスティックを操作する際のジョイスティックおよび手の移動量または操作力が小さくなるようにしている。したがって、ジョイスティックの操作が人間の上肢構造上の特徴に合ったものとなり操作性が向上する。
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、上記運転操作装置では、ジョイスティックを体側に向けて操作するときと、体から離れる方向に操作するときとで、ジョイスティックおよび手の移動量等が変わるが、車両への加速・減速等の出力に対するジョイスティックの操作量（入力）は一定の関係となっている。したがって、多彩な入力態様による車両の操作ができないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたもので、その目的は、車両の運転操作に対する操作部材への操作量や操作態様を変更できる運転操作装置を提供することである。
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる運転操作装置の特徴は、運転者によって独立して操作される第１入力部と第２入力部を備えた操作部材と、第１入力部の第１操作量に基づく第１出力値と、第２入力部の第２操作量に基づく第２出力値とを加味した第３出力値を出力する出力手段とを備えたことにある。
【０００６】
この運転操作装置では、操作部材が、それぞれ独立して操作される第１入力部と第２入力部を備えており、その２つの入力部の操作量に基づく第１および第２出力値を加味して求めた第３出力値を出力手段が出力するようになっている。この場合、第１、第２入力部の操作量を入力して、その入力に関連して出力部材を動作させる２入力１出力の機構、例えば、遊星歯車機構を設けるとともに、この遊星歯車機構の出力部材の変位量を検出するセンサを設けて、そのセンサの出力を第３出力値として取り出すようにしてもよい。
【０００７】
また、第１出力値と、第２出力値を加味した第３出力値としては、第１、第２出力値を単に加算した値でもよいし、第１、第２出力値と所定の定数との積を加算したものでもよい。また、第１、第２出力値の積や、第１、第２出力値に基づいて目的に応じて適宜設定した数式により求めた値としてもよい。この場合、第２出力値が、第１出力値に比較して、操作量に対する感度が小さくなるようにすることが好ましい。これによって、第１出力値を主出力値とし、第２出力値を微調整するための副出力値にすることができ、第３出力値の設定に多様化が生じる。
【０００８】
本発明の他の運転操作装置の構成上の特徴は、運転者によって独立して操作される第１入力部と第２入力部を備えた操作部材と、第１入力部の第１操作量を検出する第１検出手段と、第２入力部の第２操作量を検出する第２検出手段と、検出される第１および第２操作量に基づいて出力値を出力する出力手段とを備えたことにある。
【０００９】
この運転操作装置では、操作部材が、それぞれ独立して操作される第１入力部と第２入力部を備えており、その２つの入力部の操作量を検出手段が検出して出力値を求めるようになっている。この場合、第１、第２操作量をそれぞれ検出するセンサを設け、そのセンサからの各検出信号を演算により合成して出力値を得るようにしてもよい。また、この場合も、第２検出手段が、第１検出手段に比較して、操作量に対する感度が小さくなるようにすることが好ましい。
【００１０】
また、請求項１ないし４の発明に共通して、第１入力部は、左右方向または前後方向に傾動操作するジョイスティックや回転操作するステアリングホイール等で構成し、第２入力部は、第１入力部に対して軸方向に回転する入力部や、第１入力部の近傍に設けられたレバー、押しボタン等を適宜選択して構成することができる。そして、例えば、第１入力部の操作を主操作とし、第２入力部の操作を、主操作を補充または調整するための従操作とすることができる。これによって、微小入力による操作が可能な運転操作装置を得ることができる。
【００１１】
本発明のさらに他の運転操作装置の構成上の特徴は、第１入力部と第２入力部とを一つの操作部材に設けたことにある。これによると、主操作と従操作とが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による運転操作装置の各実施形態を図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態にかかる運転操作装置は、図１に示した操作部材としての操作レバー（ジョイスティック）５０を備えている。操作レバー５０は、車両の運転席近傍に設けられ、運転者の操作により全体を車両に対して前後方向および左右方向に傾動（回動）される。
【００１３】
また、操作レバー５０は、丸棒状（図は二点鎖線で示している）のロッド５１と、ロッド５１の上端に取り付けられた四角柱状の把持部５２と、把持部５２の上端部に取り付けられた引き金操作部５３とを備えており、ロッド５１の下端部は、水平方向に配置された回転軸５４の外周面に固定されている。そして、この回転軸５４には、操作レバー５０を中立位置に復帰させるための反力発生用の電動モータ５５が取り付けられ、回転軸５４の端部近傍には回転軸５４の回転角を検出するための操作位置センサ５６が設けられている。この操作位置センサ５６は、回転軸５４の回転角を操作レバー５０の前後方向の操作量として検出する。
【００１４】
引き金操作部５３は、中心軸を水平方向に向けた円柱状収容部５３ａの周面から棒状の引き金５３ｂを斜め下方に向けて突出させて構成され、円柱状収容部５３ａの内部には、引き金５３ｂに連結され引き金５３ｂを回転可能に支持する回転支持軸と、引き金５３ｂを初期位置（把持部５２から所定距離だけ離れ運転者が把持部５２と引き金５３ｂとを同時に握れる位置に設定される。）に復帰させるためのばね体（ともに図示せず）が設けられている。また、円柱状収容部５３ａの内部には、回転支持軸の回転角を引き金５３ｂの操作量として検出する操作位置センサ５７も設けられている。
【００１５】
この操作レバー５０の操作および引き金操作部５３の操作により加速制御および車両の操舵を行うこともできる。加速制御の場合、操作レバー５０の操作方向は前後とし、操舵を行う場合、操作レバー５０の操作方向は左右とする。また、この操作レバー５０の操作と引き金操作部５３の操作で車両の制動制御を行うこともできる。例えば、操作レバー５０の中立位置を境に前方側を制動制御を行う部分とし、後方側を加速制御を行う部分にすることによって操作レバー５０の操作範囲を区分する。この場合、操作レバー５０の前後方向または左右方向の操作を主操作とし、引き金操作部５３の操作を従操作とすることが好ましい。
【００１６】
つぎに、運転操作装置の電気制御部について、図２を用いて説明する。この電気制御部２０では、前述した操作位置センサ５６，５７および操作レバー５０の左右方向の操作量を検出する操作位置センサ（図示せず）が電気制御装置２１に接続されている。電気制御装置２１は、ＣＰＵ２１ａ、ＲＯＭ２１ｂ、ＲＡＭ２１ｃなどを有するマイクロコンピュータによって構成され、図示せぬ操作位置センサが検出する検出値に応じてステアリング制御装置２２を制御し、操作位置センサ５６，５７が検出する検出値に応じてエンジン制御装置２３およびブレーキ制御装置２４を制御する。また、ＣＰＵ２１ａは、ＲＯＭ２１ｂに入力された各種プログラムを実行するとともに、操作位置センサ５６，５７等が検出する検出値に基づいて、エンジン制御装置２３等に送るデータを算出する。
【００１７】
ステアリング制御装置２２は、運転者による操作レバー５０の操作に従った車体左右方向の変位量により操舵アクチュエータ２５を制御して車両を左右に操舵する。すなわち、電気制御装置２１は、図示せぬ操作位置センサからの操作レバー５０の左右方向の変位位置を入力して、この入力した変位位置に対応した操舵角に応じて車両を左右方向に操舵する。この操舵角は、操作レバー５０の変位位置が中立位置であるとき「０」になるように設定されている。
【００１８】
エンジン制御装置２３は、操作位置センサ５６，５７が検出する検出値に基づいて電気制御装置２１によって制御され、スロットル開度を制御するスロットルアクチュエータ２６を駆動させることによって車両を加速制御する。すなわち、操作レバー５０は、本発明の第１入力部として前後方向に操作され加速制御の主操作を行う。そして、エンジン制御装置２３は、操作位置センサ５６が検出する第１操作量である操作レバー５０の操作量に基づいて、電気制御装置２１によって制御されスロットルアクチュエータ２６を駆動させる。
【００１９】
また、引き金操作部５３は、第２入力部としてにぎり操作され加速制御の従操作を行う。そして、エンジン制御装置２３は、操作位置センサ５７が検出する第２操作量である引き金５３ｂの操作量に基づいて、電気制御装置２１によって制御されスロットルアクチュエータ２６を駆動させる。車両は、操作位置センサ５６の検出値に対応した出力により加速走行するとともに、操作位置センサ５７の検出値に対応した出力によりその加速走行を微少範囲でさらに加速または減速する。
【００２０】
なお、操作位置センサ５６の検出値と車両への出力との関係および操作位置センサ５７の検出値と車両への出力との関係は、それぞれマップ化されたデータとして電気制御装置２１のＲＯＭ２１ｂに入力されている。例えば、操作位置センサ５６の検出値ＸがＸAのときの出力値ＰをＰAとすると、検出値ＸAと出力値ＰAの関係は図３に示したようになり、操作位置センサ５７の検出値ＸがＸBのときの出力値ＰをＰBとすると、検出値ＸBと出力値ＰBの関係は図４に示したようになる。そして、エンジン制御装置２３に出力される出力値ＰはＰAとＰBの和または差になる。この場合、車両に出力される出力値Ｐを、出力値ＰAまたは出力値ＰBに所定の係数を掛け合わせた値の和または差とすることもできる。
【００２１】
また、出力値ＰAと出力値ＰBの積を出力値とすることもでき、さらに、出力値ＰAおよび出力値ＰBと所定の関係にある合成値を出力値とすることもできる。所定の関係にある合成値としては、目的に応じて検出値に基づく数式を設定してその数式によって求められる値を用いることができる。この合成値等の算出は、電気制御装置２１によって行われ、第１操作量と第２操作量に関連して求められる第３操作量に基づいて決定される。そして、電気制御装置２１は、この合成値を信号として、エンジン制御装置２３に発信する。
【００２２】
なお、この場合、引き金操作部５３の操作量に基づく出力値ＰBに対して操作レバー５０の操作量に基づく出力値ＰAの感度を小さくするか、または、引き金操作部５３の操作量を検出する操作位置センサ５７に対して操作レバー５０の操作量を検出する操作位置センサ５６の感度を小さくすることが好ましい。この「感度が小さい」とは、図３および図４に示したように、例えば、操作レバー５０と引き金操作部５３を同じ距離作動させた場合に、引き金操作部５３に対応する出力値ＰBが操作レバー５０に対応する出力値ＰAに比較して小さいことをいう。
【００２３】
具体的には、操作レバー５０と引き金操作部５３を同じ距離作動させた場合に、操作量の検出値自体は同じであっても、引き金操作部５３に対応する出力値ＰBが操作レバー５０に対応する出力値ＰAに比較して小さくなるようなマップを備えることで達成される。また、操作レバー５０と引き金操作部５３に対応する出力値が同一のマップを備えていて、一旦操作レバー５０と引き金操作部５３に対応する出力値を求めたのち、一方の値に出力係数を乗じて引き金操作部５３に対応する出力値ＰBが操作レバー５０に対応する出力値ＰAに比較して小さくなるようにしてもよい。
【００２４】
これによって、種々の態様による車両の操作が可能になる。このように、この操作レバー５０を備えた運転操作装置では、操作レバー５０を前後方向に操作することにより、通常の車両の加速制御が行え、さらに、引き金操作部５３を操作することにより、その加速制御をさらに任意の微小範囲で加速制御または減速制御することができるようになる。これによって、車両の操作に多様性が生じる。また、ブレーキ制御装置２４は、操作位置センサ５６が検出する回転軸５４の前方側への変位位置に基づいて電気制御装置２１によって制御され、車両に制動力を付与するブレーキアクチュエータ２７を駆動させる。
【００２５】
この構成において、運転者が車両を操作する際には、イグニッションスイッチをオン状態にして車両を始動可能にする。ついで、運転者が操作レバー５０を回転操作して、操作レバー５０が中立位置よりも後方に変位すると、その変位位置を操作位置センサ５６が検出する。その操作レバー５０の変位位置に応じた信号が電気制御装置２１に供給され、電気制御装置２１は、エンジン制御装置２３に、スロットルを開成するための制御信号を出力する。そして、エンジン制御装置２３がスロットルアクチュエータ２６を制御することにより、操作レバー５０の変位位置に応じて車両は前進走行を開始する。
【００２６】
また、運転者が操作レバー５０を操作して、操作レバー５０が、車両の左右方向における中立位置を境に車両右側に変位すると、その変位位置を図示せぬ操作位置センサが検出する。その操作レバー５０の変位位置に応じた信号が電気制御装置２１に供給され、電気制御装置２１は、操舵制御信号をステアリング制御装置２２に出力し、テアリング制御装置２２は、この操舵制御信号に応じて操舵アクチュエータ２５を制御する。これによって、車両は、操舵角が右側に大きくなって右旋回する。また、操作レバー５０が、中立位置を境に車両左側に変位すると操舵角が左側に大きくなって車両は左旋回する。
【００２７】
また、運転者の操作により、操作レバー５０が回転方向における中立位置よりも前方に変位すると、その変位位置を操作位置センサ５６が検出し、その変位位置に応じた信号が電気制御装置２１に送信され、電気制御装置２１は、演算処理によって変位位置に応じた制動力の値を算出し、その制御信号をブレーキ制御装置２４に出力する。そして、ブレーキ制御装置２４がブレーキアクチュエータ２７を制御することにより、操作レバー５０の変位位置に応じて車両は前進走行を制動する。
【００２８】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態にかかる運転操作装置が備える操作レバー６０を示している。この操作レバー６０では、上下に配設された棒状のロッド６１の上端に水平方向に配設された第１入力部としての筒状の水平把持部６２が固定されている。そして、水平把持部６２の一端には、水平把持部６２に対して軸回りに回動自在になった短筒状の回動部６２ａが取り付けられ、その回動部６２ａの一端に上下に延びる第２入力部としての円柱状の垂直把持部６３が固定されている。また、水平把持部６２および回動部６２ａの内部には、垂直把持部６３に連結された回転軸６４が設けられ、その回転軸６４の他端には回転軸６４の回転角を検出するための操作位置センサ６５が設けられている。この操作位置センサ６５は、回転軸６４の回転角を垂直把持部６３の前後方向の操作量として検出する。
【００２９】
また、回転軸６４の外周部には、垂直把持部６３を初期位置（ロッド６１に対する中立位置）に復帰させるためのばね体６６が設けられている。この操作レバー６０を備えた運転操作装置におけるそれ以外の部分の構成については、操作レバー５０を備えた運転操作装置と同様である。したがって、図の同一部分に同一符号を記している。
【００３０】
この操作レバー６０を備えた運転操作装置では、水平把持部６２を持って操作レバー６０全体を前後方向に傾動させる操作が主操作になり、その操作量が第１操作量となる。また、垂直把持部６３を持って垂直把持部６３をロッド６１に対して前後方向に傾動させる操作が従操作になり、その操作量が第２操作量となる。そして、この第１操作量に第２操作量を加味して第３操作量が求められる。これによると、操作レバー６０の水平把持部６２に手のひらを当てて垂直把持部６３を握り、水平把持部６２および垂直把持部６３をともに前後方向に操作することにより主操作と従操作ができるため操作が容易になる。それ以外の作用効果については、前述した操作レバー５０を備えた運転操作装置と同様である。
【００３１】
（変形例）
操作レバー６０の変形例として、水平把持部６２を回転軸５４と直交する方向に設置して、水平把持部６２を操作する方向と、垂直把持部６３を操作する方向とを異なる方向にすることができる。また、水平把持部６２、回動部６２ａ、垂直把持部６３、回転軸６４、操作位置センサ６５およびばね体６６に換えて、回転操作部１３ａおよび操作位置センサ１９を備えた把持部１３または把持部３４を用い、回転操作部１３ａを軸回りに回転させることによって従操作を行うようにすることもできる。
【００３２】
この場合、把持部１３，３４が第１入力部となり、回転操作部１３ａが第２入力部となる。そして、把持部１３，３４の操作量が第１操作量となり、回転操作部１３ａの操作量が第２操作量となる。同様に、操作レバー５０についても、把持部５２、引き金操作部５３および操作位置センサ５７に換えて、回転操作部１３ａおよび操作位置センサ１９を備えた把持部１３または把持部３４を用いることができる。
【００３３】
さらに、操作レバー５０，６０に共通する変形例として、従操作を行う引き金操作部５３や回転軸６４に、操作レバー５０，６０の移動を規制するためのブレーキ機構を設けることができる。この機構としては、例えば、図６に示したように、引き金操作部５３の引き金５３ｂにワイヤ７０の上端を連結するとともに、ワイヤ７０の下端に、摩擦パッド７１が設けられた締め付け用のリング７２を連結し、このリング７２を回転軸５４の外周に巻回して構成した機構を用いることができる。
【００３４】
この機構によると、把持部５２と引き金５３ｂを一緒に握って引き金５３ｂを把持部５２側に移動させると、ワイヤ７０がリング７２を締め付けるため摩擦パッド７１が回転軸５４の周面に圧接される。その結果、回転軸５４は摩擦パッド７１との摩擦力の大きさに応じて回転を阻止され、操作レバー５０は回転軸５４とともに制動される。また、引き金５３ｂを放すと、摩擦パッド７１による回転軸５４への圧接が解放され回転軸５４と操作レバー５０は移動しやすくなる。
【００３５】
この場合、回転軸５４と摩擦パッド７１との間の摩擦力ｆは、図７に示すように、操作位置センサ５７が検出する引き金５３ｂの操作量Ｘと比例するように設定する。これによって、操作レバー５０の操作による主操作で車両に対する出力を目標に近い出力にし、車両に対する出力が目標出力に近づいたときに、引き金５３ｂの操作による従操作で、操作レバー５０に制動力を付与しながら車両に対する出力を目標出力に到達させることができるようになる。この結果、操作レバー５０に揺れや振動等が生じなくなり車両操作が安定したものになる。
【００３６】
このブレーキ機構は、操作レバー６０にも利用することができる。この場合、ロッド６１に対して垂直把持部６３を傾動操作することにより、摩擦パッド７１が回転軸５４に圧接するようにする。また、このブレーキ機構はワイヤ７０に換えてモータを使用することもできる。この場合、操作位置センサ５７，６５の検出値に基づいてモータがリング７２を締め付ける機構にする。これによっても同様の効果を奏することができる。
【００３７】
なお、第１、第２実施形態およびその変形例による運転操作装置においては、操作量は変位量だけでなく操作力とすることもできる。この場合、センサとしては、圧力センサを用いる。また、第１、第２実施形態およびその変形例では、操作レバー５０，６０全体の操作による第１操作量と、引き金操作部５３や垂直把持部６３の操作による第２操作量に関連付けて電気的に第３操作量を決定し、この第３操作量に基づいて出力値を求めるようになっているが、この出力値を機械的に求めることもできる。例えば、遊星歯車等の差動機構を用いて、２つの入力部からの操作量を一つに結合して出力する等である。この場合、第３操作量である出力側の操作量をセンサで検出し、その検出値を信号として電気制御装置２１に送る。
【００３８】
また、本発明の運転操作装置に使用される操作部材は、ジョイスティックに限らず、ステアリングホイールの使用もでき、さらに、ステアリングの上下部分を除いて左右部分だけを残し、その左右部分で車両の操作を行うようにした操作部材の使用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる運転操作装置の操作レバーを示す概略斜視図である。
【図２】本発明の各実施形態による運転操作装置の電気制御装置を示すブロック図である。
【図３】主操作による車両に対する操作力と操作位置センサの検出値との関係を示すグラフである。
【図４】従操作による車両に対する操作力と操作位置センサの検出値との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる運転操作装置の操作レバーを示す概略斜視図である。
【図６】図１に示した操作レバーの変形例によるブレーキ機構を示す概略斜視図である。
【図７】ブレーキ機構の摩擦力と操作位置センサの検出値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
５０，６０…操作レバー、５２，６３…把持部、５６，５７，６４…操作位置センサ、２１…電気制御装置、２２…ステアリング制御装置、２３…エンジン制御装置、２４…ブレーキ制御装置、５１，６１…ロッド、５３…引き金操作部、５３ｂ…引き金。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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