转向系统的制作方法

[0001]
本发明涉及能够通过移动操作构件例如方向盘来扩大驾驶员前方的空间的转向系统。


背景技术：

[0002]
在自主驾驶水平3或更高水平中，系统负责交通工具的自主驾驶，并且因此，驾驶员不负责交通工具的操作并且驾驶员不需要握住方向盘。当方向盘在自主驾驶中被允许移动以确保驾驶员前方的宽阔空间时，可以增强驾驶员的舒适性。例如，us 2016-0362126a公开了一种转向柱，其将方向盘缩回至仪表板之前的位置。利用该转向柱，在紧急情况例如交通工具碰撞中，方向盘返回到正常位置以允许能量吸收机构进行工作。


技术实现要素：

[0003]
当方向盘在作为驾驶员操作方向盘的位置的正常位置与如在相关技术中的转向柱中的预定存放区域之间移动时，需要考虑驾驶员与方向盘之间的干扰。例如，当方向盘缩回至仪表板之前的位置时，驾驶员的手指等可能被夹在方向盘与仪表板之间。
[0004]
也就是说，在具有能够移动方向盘使得方向盘展开和缩回的机构的转向系统中，问题在于如何移动方向盘以提高驾驶员的舒适性并且同时确保驾驶员的安全。例如，当将方向盘缩回至存放区域中时，优选的是方向盘应当以尽可能高的速度线性移动以立即扩大驾驶员前方的空间。另一方面，考虑到驾驶员与方向盘之间的干扰的可能性，优选的是方向盘应该缓慢地移动。换句话说，考虑到由方向盘的移动引起的各种情况，不容易确定如何移动方向盘。
[0005]
本申请的发明人在对上述问题进行了新的关注的情况下提出了本发明。本发明提供一种能够扩大驾驶员前方的空间并且提高驾驶员的安全性的转向系统。
[0006]
本发明的一个方面涉及被配置成使交通工具转向的转向系统。转向系统包括：被配置成执行操作的操作构件；第一移动机构，其被配置成使操作构件在由驾驶员操作操作构件的正常位置与位于该正常位置前方的存放区域之间移动；以及控制单元，其被配置成控制第一移动机构。存放区域位于定位在交通工具中驾驶员座椅前方的交通工具构件的开口内。控制单元被配置成：在将操作构件缩回到存放区域中的情况下控制第一移动机构以第一速度向前移动操作构件，并且当操作构件与交通工具构件之间的距离变得等于或小于预定距离时控制第一移动机构以比第一速度低的第二速度向前移动操作构件。
[0007]
根据本发明的上述各方面，可以提供能够扩大驾驶员前方的空间并提高驾驶员的安全性的转向系统。
附图说明
[0008]
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
[0009]
图1是示出根据实施方式的转向系统的外观的透视图；
[0010]
图2是示出根据该实施方式的转向系统的功能配置的框图；
[0011]
图3是示出根据该实施方式的操作构件的缩回移动的示例的图；
[0012]
图4是示出根据该实施方式的操作构件与设置在仪表板中的开口之间的尺寸关系的图；
[0013]
图5是示出根据该实施方式的转向系统中的操作构件的缩回移动的概要的流程图；
[0014]
图6是示出根据该实施方式的第一改型的操作构件的缩回移动的一部分的图；
[0015]
图7是示出根据该实施方式的第二改型的操作构件的缩回移动的一部分的图；
[0016]
图8是示出根据该实施方式的操作构件的展开移动的示例的图；以及
[0017]
图9是示出根据该实施方式的操作构件的展开移动中的速度控制的示例的流程图。
具体实施方式
[0018]
以下，将参照附图具体描述根据本发明的实施方式的转向系统及其改型。应当注意，下面描述的实施方式和改型中的每一个都示出了示例。以下实施方式和改型中所示的数值、形状、材料、构成元素、构成元素的布置位置和连接模式、步骤及步骤的顺序等仅仅是示例，并不限制本发明。
[0019]
另外应注意附图是示意性的，为了说明本发明，适当地进行了强调、省略、比例调节，附图可能与实际的形状、位置关系、比例不同。此外，在以下的实施方式中，可以使用指示相对的方向或姿势的表述例如平行、正交等。注意，这些表述包括方向或姿势不指示确切的方向或姿势的情况。例如，短语“两个方向平行”是指两个方向完全平行，并且还包括两个方向基本上平行的情况，并且例如，包括大约几个百分比的差异的情况。
[0020]
将描述根据实施方式的转向系统。图1是示出根据该实施方式的转向系统100的外观的透视图。图2是示出根据该实施方式的转向系统100的功能配置的框图。
[0021]
根据本实施方式的转向系统100是例如安装在诸如汽车、公共汽车、卡车、工程机械、农业机械等的交通工具上的能够在手动行驶与自主行驶之间切换的系统。
[0022]
如图1所示，转向系统100包括操作构件110、支承操作构件110的支承构件115、气囊壳体120和旋转机构130。在本实施方式中，操作构件110例如是被称为方向盘的环状构件。更具体地，操作构件110是与方向盘的轮缘(rim)相对应的构件，并且支承构件115是与方向盘的轮辐(spoke)相对应的构件。
[0023]
操作构件110由于驾驶员的操作而绕转向轴线aa(在本实施方式中沿交通工具的前后方向延伸并且平行于x轴方向的虚拟轴线)旋转。交通工具的一个或更多个轮胎基于操作构件110等的旋转量进行转向等。具体地，转向系统100是集成在所谓的线控转向系统(steer-by-wire system)中的装置，并且操作构件110和轮胎不是机械连接的。用于转向操作的电机基于从转向系统100输出并且指示操作构件110等的转向角的信息来驱动一个或更多个轮胎。
[0024]
例如，在转向轮处于直线行驶状态的空档状态(neutral state)下，操作构件110通过支承构件115支承，支承构件115分别从旋转机构130的两侧在交通工具宽度方向(本实
施方式中的y轴方向)上延伸，并且随着操作构件110绕转向轴线aa转动，旋转机构130绕转向轴线aa旋转。在该实施方式中，气囊壳体120固定至旋转机构130的位于驾驶员侧(在x轴方向的正侧)的部分。当从驾驶员侧观察操作构件110时，气囊壳体120位于操作构件110的中心处。气囊200容纳在气囊壳体120中以便于可展开。例如，当交通工具碰撞时，气囊200推动气囊壳体120并且突破气囊壳体120而被展开。具体地，气囊200根据来自安装在交通工具上的气囊控制单元210(参见图2)的指令而操作。例如，当交通工具与物体碰撞时，气囊控制单元210指示气囊200展开。气囊控制单元210基于例如从加速度传感器250接收的交通工具加速度信息来确定是否展开气囊200。例如，当交通工具与物体碰撞而引起等于或大于阈值的加速度快速变化时，气囊控制单元210指示气囊200展开，并且气囊200启动充气机以便展开。因此，气囊200立即膨胀。
[0025]
旋转机构130是使支承构件115关于气囊壳体120绕沿交通工具宽度方向延伸的旋转轴线ab旋转的装置。旋转机构130包括被配置成旋转支承构件115的旋转电机131。在本实施方式中，提到支承构件115中的一个意味着指的是连接至旋转机构130的一对支承构件115。例如，“旋转支承构件115”意味着连接至旋转机构130的一对支承构件115被一体地旋转。操作构件110不需要通过一对支承构件115支承，而是操作构件110通过至少一个支承构件115支承。
[0026]
旋转机构130的驱动力引起支承构件115绕旋转轴线ab旋转，使得通过支承构件115支承的操作构件110也绕旋转轴线ab旋转。因此，操作构件110关于固定至旋转机构130的气囊壳体120旋转。操作构件110根据操作构件110的展开移动和缩回移动(从存放区域展开和缩回到存放区域中)而旋转。
[0027]
如图1所示，根据该实施方式的转向系统100还包括布置在旋转机构130的前方(在x轴方向的负侧)的开关保持单元140和反作用力生成器150。开关保持单元140是保持被配置成操作转向信号等的开关的构件。开关保持单元140连接至转向信号杆等(未示出)。
[0028]
反作用力生成器150是当驾驶员对操作构件110进行操作以进行转向时向操作构件110施加与驾驶员的力相反的扭矩的装置。反作用力生成器150包括反作用力电机151等。反作用力生成器150是将在轮胎与操作构件被机械连接的相关技术中的交通工具中驾驶期间在转向构件上生成的力等再现为反作用力的装置。也就是说，在本实施方式中，轴体的第一端固定至旋转机构130，并且轴体的第二端连接至反作用力生成器150。轴体被插入通过开关保持单元140并且绕转向轴线aa旋转。反作用力生成器150经由轴体向操作构件110施加反作用力。反作用力生成器150控制操作构件110绕转向轴线aa的旋转位置。
[0029]
转向系统100还包括改变转向机构101的位置和姿势的机构，该转向机构101包括上述的操作构件110、支承构件115、气囊壳体120、旋转机构130、开关保持单元140和反作用力生成器150。因此，可以改变操作构件110与驾驶员之间的距离以及操作构件110相对于驾驶员的倾斜度。
[0030]
具体地，转向系统100包括如图1所示的滑动机构170。滑动机构170是第一移动机构的示例。滑动机构170可以使操作构件110在由驾驶员操作操作构件110的正常位置处与位于正常位置前方的存放区域之间移动。具体地，滑动机构170通过沿前后方向移动包括操作构件110的转向机构101来沿前后方向移动操作构件110。
[0031]
在本实施方式中，转向机构101经由可移动体162被基部引导件161支承，并且可移
动体162由基部引导件161来保持以便于可滑动。基部引导件161例如经由支架(未示出)固定至交通工具。如图1所示，滑动驱动轴173固定至基部引导件161，并且包括滑动电机172的主体通过滑动机构170的滑动电机172的驱动力沿着滑动驱动轴173移动。因此，连接至滑动机构170的主体的可移动体162沿着基部引导件161在前后方向上移动。因此，包括操作构件110的转向机构101在前后方向上移动。
[0032]
如图1所示，转向系统100包括改变转向机构101的倾斜度的倾斜机构180。在图1中，为了清楚地示出倾斜机构180，倾斜机构180被与转向机构101分开地示出在转向机构101下方。倾斜机构180是第二移动机构的示例，并且移动操作构件110以改变操作构件110在交通工具的上下方向上的位置。具体地，倾斜机构180可以通过使用倾斜电机181的驱动力而将转向机构101从低位置上推到上限位置并且将被推动的转向机构101返回至下限位置。在本实施方式中，转向机构101由可移动体162支承以便能够绕倾斜轴线ac旋转。转向机构101由倾斜机构180驱动而上下移动使得转向机构101绕倾斜轴线ac的倾斜角度发生变化。这改变了操作构件110、气囊壳体120以及旋转机构130在交通工具的上下方向上的位置。在转向机构101中，操作构件110、气囊壳体120以及旋转机构130位于驾驶员侧(即，位于靠近驾驶员)。注意，图1所示的倾斜轴线ac的位置是一个示例，并且倾斜轴线ac可以位于其图1所示的位置的前方(在x轴方向上的负侧)。
[0033]
上述旋转机构130、反作用力生成器150、滑动机构170和倾斜机构180由设置在转向系统100中的控制单元190(参见图2)控制。因此，滑动机构170和倾斜机构180执行改变转向机构101的位置和姿势的操作。当根据驾驶员的偏好调节操作构件110在前后方向上的位置和高度(倾斜度)时执行操作。旋转机构130通过旋转支承构件115来执行使操作构件110绕旋转轴线ab旋转的操作。当操作构件110从仪表板中的存放区域展开以及缩回到存放区域中时，执行反作用力生成器150、滑动机构170、倾斜机构180和旋转机构130的上述操作。控制单元190使用从旋转机构130、滑动机构170和倾斜机构180中的每一个获取的信息来根据需要识别交通工具中的操作构件110的位置、姿势等。
[0034]
应当注意，操作构件110的展开和缩回可以根据来自驾驶员的指令来执行，或者可以在没有来自驾驶员的指令的情况下执行。具体地，除了从驾驶员接收指令的电气部件例如开关、按钮和触摸面板之外，包括转向系统100的交通工具还设置有包括各种传感器、无线通信功能等的自主(自动)驾驶系统(未示出)。因此，转向系统100可以根据来自驾驶员的指令展开和缩回操作构件110，并且还可以与自主驾驶系统协作地展开和缩回操作构件110。交通工具可以设置有如下传感器：该传感器检测各种交通工具状态，例如驾驶员是否坐在驾驶员座位上、车门的打开和关闭以及交通工具的加速度。在这种情况下，转向系统100可以根据由传感器检测到的交通工具状态来展开和缩回操作构件110。
[0035]
例如，当在交通工具处于停止状态的同时驾驶员执行预定操作例如按下按钮或通过说话输入语音时，控制单元190可以根据来自驾驶员的指令将处于正常位置的操作构件110缩回到存放区域中。另外，例如，当控制单元190检测到在交通工具通过自主驾驶系统驾驶的同时自主驾驶水平已经从需要驾驶员监控的水平改变到不需要驾驶员监控的水平时，控制单元190可以在没有来自驾驶员的指令的情况下将处于正常位置的操作构件110缩回到存放区域中。此外，当控制单元190检测到在交通工具通过自主驾驶系统驾驶的同时自主驾驶水平已经从不需要驾驶员监控的水平改变为需要驾驶员监控的水平时，控制单元190
可以在没有来自驾驶员的指令的情况下展开在存放区域中的操作构件110。在这些情况下，当在没有来自驾驶员的指令的情况下不允许执行展开移动和缩回移动时，可以限制操作构件110的自动展开和缩回。例如，需要驾驶员监控的水平是等于或低于自主驾驶水平2的水平，并且不需要驾驶员监控的水平是等于或高于自主驾驶水平3的水平。
[0036]
自主驾驶水平2是允许自主驾驶系统部分地执行与驾驶相关的操作的水平。自主驾驶水平3是允许自主驾驶系统在有限的条件下执行与驾驶相关的所有操作的水平。在自主驾驶水平3中，在紧急情况下需要通过驾驶员来监控和操作。在这种情况下，操作构件110需要被展开在正常位置处(或者正常位置前方的、驾驶员可以操作构件110的位置)使得驾驶员可以在紧急情况下操作操作构件110。自主驾驶水平4是允许自主驾驶系统执行与驾驶相关的所有操作并且还允许自主驾驶系统在紧急情况下执行操作的水平。在这种情况下，由于驾驶员不需要操作操作构件110，所以允许操作构件110缩回到存放区域中。
[0037]
执行上述控制的控制单元190例如由包括中央处理单元(cpu)、存储装置例如存储器以及用于输入和输出信息的接口的计算机来实现。例如，当cpu执行存储在存储装置中的预定程序时，控制单元190可以根据从上层控制单元(即，高级控制单元)300等传送的控制信号和来自传感器的检测结果来执行用于转向系统100的移动控制。
[0038]
这里，根据该实施方式的转向系统100的一个特征在于：当操作构件110从存放区域展开或缩回到存放区域中时，考虑到展开移动和缩回移动的效率以及驾驶员的安全性，操作构件110的位置或姿势被改变。将参照图3至图9描述根据实施方式的转向系统100中的操作构件110的展开移动和缩回移动的具体示例。
[0039]
首先，将参照图3至图5描述操作构件110的缩回移动的示例。图3是示出根据该实施方式的操作构件110的缩回移动的示例的图。图4是示出根据实施方式的操作构件110与设置在仪表板400中的开口405之间的尺寸关系的图。图5是示出根据该实施方式的转向系统100中的操作构件110的缩回移动的概要的流程图。
[0040]
在图3中，驾驶员所在区域的操作构件110侧部分(即，该区域的位于靠近操作构件110的部分)被指示为阴影驾驶员区域500。仪表板400被简单地以截面示出以指示存放区域410。在图3中，省略了对除了操作构件110、仪表板400和驾驶员区域500之外的元件的图示以指示操作构件110、仪表板400和驾驶员区域500的位置关系。图3中的箭头指示操作构件110的近似移动方向或近似旋转方向。图3中的这些补充项目也应用于稍后描述的图6至图8。在图3中，操作构件110的移动速度的变化由与操作构件110的近似位置相关的线图指示。用于展开和缩回的操作构件110的移动主要由滑动机构170执行。因此，除非另外指明，否则“操作构件110的移动速度”等于滑动机构170移动包括操作构件110的转向机构101(参见图1)的速度。
[0041]
在该实施方式中，转向系统100的基部引导件161(参见图1)固定至仪表板400中的交通工具本体。转向系统100可以在正常位置与仪表板400中的存放区域410之间移动操作构件110。仪表板400是设置在驾驶员座椅前方的交通工具构件的示例。如图3所示，在仪表板400中，开口405设置在面向驾驶员的表面上，并且用于存放操作构件110的存放区域410(即，操作构件110缩回到其中的存放区域410)设置在开口405内。
[0042]
在上述配置中，转向系统100在如图3所示改变操作构件110的位置和姿势的同时将处于正常位置的操作构件110缩回到存放区域410中。如图4所示，开口405的竖向宽度wa
小于操作构件110的竖向宽度wb。因此，在缩回期间，操作构件110绕沿交通工具宽度方向延伸的旋转轴线ab(参见图1)旋转以被插入开口405中并且容纳在存放区域410内。注意，图4所示的开口405的形状是一个示例，并且对开口405的形状没有特别的限制。开口405具有允许诸如操作构件110和旋转机构130的构件被插入开口405中并且穿过开口405的形状和尺寸。
[0043]
转向系统100中的操作构件110的上述缩回移动例如如图3所示可以划分成六个区段a1至a6。此外，如图3所示，由滑动机构170移动的操作构件110的移动速度也改变。换句话说，处于正常位置的操作构件110进入开口405以便在沿上下方向移动并且绕旋转轴线ab(参见图1)旋转的同时滑入开口405(a1至a4)。此后，操作构件110在操作构件110接触存放区域410中的壁409的位置处停止(a5、a6)。
[0044]
上述的一系列缩回移动包括图5所示的特征移动。也就是说，操作构件110的缩回移动包括将操作构件110移动到仪表板400的附近并且沿着仪表板400的外部形状移动操作构件110。
[0045]
具体地，当将操作构件110缩回到存放区域410中时，控制单元190以如下方式控制滑动机构170以移动操作构件110。控制单元190以第一速度v1向前移动操作构件110(s10)，并且当在操作构件110与仪表板400之间的距离变得等于或小于预定距离l时(s20中为是)，控制单元190以第二速度v2(<v1)向前移动操作构件110(s30)。在本实施方式中，在操作构件110的至少一部分到达图3中的“前方位置”时，操作构件110的移动速度从第一速度v1变为第二速度v2。该前方位置例如为距仪表板400大约5cm至10cm的位置。也就是说，预定距离l是大约5cm至10cm。
[0046]
此后，当操作构件110到达仪表板400附近时(s40中为是)，控制单元190控制滑动机构170和倾斜机构180以执行沿着仪表板400的外部形状移动操作构件110的向前移动(s50)。仪表板400的附近是比上述前方位置更靠近仪表板400的位置，并且是例如与仪表板400相距大约1cm至2cm的位置。
[0047]
步骤s10至s30中的操作对应于图3中的区段a2中的移动，而步骤s40至s50中的操作对应于图3中的区段a3中的移动。
[0048]
如上所述，在该实施方式中，当向前移动操作构件110以被缩回时，控制单元190降低操作构件110的移动速度，其由操作构件110到达距仪表板400预定距离l内的位置来触发。这降低了驾驶员的手指等被夹在操作构件110与仪表板400之间的可能性。例如，即使当驾驶员在操作构件110的缩回开始处握住操作构件110，也给予驾驶员足够的时间以从操作构件110释放他/她的手。此外，即使当驾驶员的身体的一部分——例如驾驶员的手指或驾驶员的手——在操作构件110接近仪表板400的同时放置在操作构件110与仪表板400之间时，操作构件110以低速(第二速度v2)移动，因此驾驶员的身体的该部分被伤害的可能性很小。此外，由于操作构件110可以以相对高的速度(第一速度v1)移动直到操作构件110到达距离仪表板400预定距离l内的位置，所以驾驶员前方的空间可以在相对短的时间段内扩大。此外，由于操作构件110可以以相对高的速度(第一速度v1)移动直到操作构件110到达距离仪表板400预定距离l内的位置，所以限制了缩回操作构件110所需的时间的增加。
[0049]
注意，对检测操作构件110与仪表板400之间的距离的方法和检测操作构件110的位置的方法没有特别限制。例如，控制单元190可以使用从滑动机构170获取的信息(诸如滑
动电机172的编码器值)来检测操作构件110与仪表板400之间的距离。在这种情况下，例如，当作为滑动机构170已经滑动的距离的滑动量超过预定值时，控制单元190可以确定操作构件110与仪表板400之间的距离已经变得等于或小于预定距离l。可以根据在操作构件110缩回到存放区域410中之前的正常位置来设定预定值。此外，例如，可以使用来自传感器例如摄像机的关于操作构件110的检测结果来检测操作构件110与仪表板400之间的距离。操作构件110的距离或位置的检测(计算)不需要由控制单元190直接执行。例如，上层控制单元300可以计算操作构件110与仪表板400之间的距离，并且控制单元190可以从上层控制单元300获取指示其间的距离的信息。
[0050]
控制单元190还可以确定操作构件110相对于仪表板400的位置(图5中的s20和s40)，而不直接使用操作构件110与仪表板400之间的距离。例如，控制单元190可以通过将从滑动机构170获取的信息与预先存放的信息进行比较来做出确定。
[0051]
在操作构件110到达距离仪表板400预定距离l内的位置之后执行的向前移动中，控制单元190沿着仪表板400的外部形状移动操作构件110。具体地，例如，侧视的仪表板400的外部形状如图3所示，其被形成为使得向后方(朝向驾驶座位)突出。例如，与仪表板400的下端侧相比，仪表板400的上端侧向后方突出，并且仪表板400被形成为使得仪表板400沿从仪表板400的上端侧朝向仪表板400的下端侧的方向向前倾斜(即，距驾驶员区域500的距离变大)。操作构件110沿着仪表板400的突出的外部形状移动。也就是说，在本实施方式中，在仪表板400附近，操作构件110朝向开口405移动，同时操作构件110采取如下姿势：该姿势尽可能地抑制具有三维结构的操作构件110的上端部110a和下端部110b朝向驾驶员区域500突出。这降低了操作构件110在缩回时干扰驾驶员的可能性。
[0052]
如上所述，利用根据本实施方式的转向系统100，可以扩大驾驶员前方的空间并提高驾驶员的安全性。
[0053]
参照图3，将对包括上述移动的操作构件110的缩回移动进行详细说明。首先，在区段a1中，移动处于驾驶员区域500的前方的正常位置的操作构件110以便通过与驾驶员的膝部的位置对应的膝部区域500a。膝部区域500a是驾驶员区域500的一部分并且是当驾驶员坐在驾驶员座位中时假定驾驶员的膝部所位于的区域。
[0054]
具体地，控制单元190控制滑动机构170和倾斜机构180以执行同时(即，以同一时间)向前移动操作构件110和向上移动操作构件110的初始移动。
[0055]
因此，操作构件110在避开驾驶员的膝部的路径中移动，膝部在操作构件110向前移动时可能会干扰操作构件110。因此，提高了驾驶员的安全性。此外，滑动机构170使操作构件110向前移动，并且同时(即同一时间)倾斜机构180使操作构件110向上移动。因此，操作构件110例如在避开膝部区域500a的同时以最短距离向前移动。这有利于提高操作构件110的缩回移动的效率。
[0056]
在该实施方式中，初始移动中操作构件110的移动速度是例如上述第一速度v1与第二速度v2之间的速度。具体地，在初始移动中，控制单元190控制滑动机构170以使操作构件110以高于第二速度v2并且低于第一速度v1的第三速度v3向前移动。当初始移动结束时，控制单元190将操作构件110的移动速度改变为第一速度v1。
[0057]
利用上述结构配置，在驾驶员的前方执行并且至少涉及操作构件110的向上移动的初始移动中，操作构件110以作为中间速度的第三速度v3向前移动。因此，操作构件110可
以有效地向前移动，同时确保驾驶员的安全。此外，当操作构件110到达假定操作构件110已经大部分经过膝部区域500a的位置时(即，当操作构件110到达区段a1与区段a2之间的边界位置时)，操作构件110的移动速度改变为高于第三速度v3的第一速度v1，并且此后操作构件110的移动速度为第一速度v1。这抑制了操作构件110被缩回所需的时间的增加。当控制单元190将操作构件110的移动速度从第三速度v3改变为第一速度v1时，控制单元190可以控制操作构件110的移动使得移动速度逐渐增加。以这种方式，例如，驾驶员能够容易地识别操作构件110的移动速度的增大，从而进一步降低操作构件110在被缩回的同时干扰驾驶员的可能性。
[0058]
在根据实施方式的转向系统100中，在初始移动中，控制单元190还控制旋转机构130来改变操作构件110的姿势以便更可靠地确保驾驶员的安全。具体地，在初始移动中，控制单元190还控制旋转机构130以旋转操作构件110使得操作构件110的下端部110b向上移动。
[0059]
因此，在初始移动中，操作构件110被旋转使得操作构件110的下端部110b被提升。这降低了当操作构件110缩回时操作构件110与驾驶员的膝部有干扰的可能性。更具体地说，优选的是，操作构件110沿上端部110a向前落下的方向(沿图3中的顺时针方向)旋转。因此，操作构件110的下端部110b在相对于旋转机构130向后(沿远离驾驶员的膝部的方向)移动的同时被提升。这进一步降低了操作构件110在缩回时与驾驶员的膝部有干扰的可能性。即使当通过倾斜机构180移动的操作构件110的移动量相对小时，只要旋转机构130旋转操作构件110，操作构件110的下端部110b就可以被提升到足够高以避开膝部区域500a的位置。因此，可以更加迅速并且安全地执行避开膝部区域500a的同时操作构件110的向前移动。
[0060]
在初始移动之后，在区段a2中，如上所述，控制单元190以第一速度v1移动操作构件110。在区段a2中，例如，被旋转使得在初始移动中上端部110a向前倾斜(图3中的区段a1)的操作构件110在沿反向(下端部110b面向前方的方向)旋转的同时以第一速度v1移动至前方位置。也就是说，控制单元190控制旋转机构130和滑动机构170以向前移动操作构件110，同时升高已经倾斜以便向前落下的操作构件110。
[0061]
此后，当操作构件110的一部分(例如，上端部110a)到达前方位置时，也就是说，当操作构件110与仪表板400之间的距离变得等于或小于预定距离l时，操作构件110的移动速度如上所述地降低。具体地，控制单元190控制滑动机构170以将操作构件110的移动速度从第一速度v1改变为第二速度v2。
[0062]
在操作构件110到达前方位置之后，在区段a3中，操作构件110以低速(第二速度v2)靠近仪表板400。然后，如上所述，在操作构件110已经到达仪表板400的附近之后，操作构件110在向前移动中朝向开口405移动。也就是说，在控制单元190的控制下，操作构件110沿着仪表板400的外部形状移动。
[0063]
具体地，如图3所示，控制单元190控制旋转机构130以使操作构件110沿下端部110b面向前方的方向(沿图3中的逆时针方向)倾斜。此时，通过滑动机构170和倾斜机构180，移动操作构件110靠近开口405。也就是说，控制单元190还控制旋转机构130以在向前移动中沿着仪表板400的外部形状移动操作构件110的上端部110a。
[0064]
由于在向前移动中操作构件110沿图3中的逆时针方向旋转，所以操作构件110的
上端部110a会朝向驾驶员区域500突出。因此，根据该实施方式的控制单元190控制滑动机构170、倾斜机构180和旋转机构130以移动操作构件110使得操作构件110的上端部110a沿着仪表板400的外部形状移动。这减小了在向前移动中操作构件110朝向驾驶员区域500的突出量，从而减小了操作构件110干扰驾驶员的可能性。
[0065]
如图4所示，当操作构件110沿着开口405放置并且从开口405被打开的打开方向观察时，操作构件110的竖向宽度wb大于开口405的竖向宽度wa。当将操作构件110插入开口405中时，控制单元190控制滑动机构170、倾斜机构180和旋转机构130以在操作构件110被旋转使得操作构件110的下端部110b朝向前的情况下将操作构件110从下端部110b插入开口405中。
[0066]
也就是说，当操作构件110被移动使得操作构件110的上端部110a沿着仪表板400的外部形状移动时，操作构件110被旋转使得下端部110b在区段a4中朝向前。作为一系列移动的流程的延伸，操作构件110从下端部110b插入开口405中。也就是说，操作构件110利用有效的移动通过开口405进入存放区域410。因此，操作构件110的缩回移动可以有效地进行，并且开口405可以做得相对较小。例如，通过减小开口405的尺寸，可以容易地确保仪表板400的强度或刚度。当开口405通过打开/关闭机构例如门或挡板而关闭时，通过减小开口405的尺寸可以简化打开/关闭机构的构造。
[0067]
在操作构件110在区段a4中已经插入到开口405中之后，控制单元190在区段a5中增加操作构件110的移动速度。具体地，在操作构件110的至少一部分已经到达存放区域410的内部并且操作构件110通过倾斜机构180的向下移动已经完成之后，控制单元190增大操作构件110通过滑动机构170向前移动的移动速度。
[0068]
也就是说，当操作构件110已经到达存放区域410时，不会发生操作构件110与驾驶员之间的干扰问题，并且因此，控制单元190以赋予效率优先的高速度移动操作构件110。例如，如图3所示，控制单元190以第四速度v4移动操作构件110，第四速度v4是操作构件110的缩回移动中的最高速度。
[0069]
当操作构件110到达预定位置时，也就是说，到达存放区域410中的第一预定位置(图3中的a5区段的端部)时，控制单元190进一步控制倾斜机构180以使操作构件110在存放区域410中向上移动。
[0070]
这里，由于操作构件110在存放区域410中向下倾斜地缩回，所以驾驶员前方的相对较低的位置可以被设定为缩回位置(缩回移动的最终位置)。然而，当在操作构件110处于缩回位置的状态下发生交通工具碰撞时，驾驶员的小腿可能与固定在转向系统100中的操作构件110碰撞。鉴于此，在根据本实施方式的转向系统100中，向上提升操作构件110的操作被执行为操作构件110的缩回移动中的最后移动。这降低了在操作构件110缩回的状态下操作构件110与驾驶员的小腿之间碰撞的可能性。
[0071]
此外，在本实施方式中，在操作构件110的缩回完成时，操作构件110在接触位置固定在交通工具中的构件时停止。也就是说，控制单元190以操作构件110的一部分接触限定存放区域410的表面或固定在存放区域410中的构件来完成操作构件110的缩回。例如，如图3所示，操作构件110以操作构件110的下端部110b接触存放区域410中的壁409而停止。更具体地，操作构件110以下端部110b被压靠壁409而停止。
[0072]
利用上述配置，例如，当在操作构件110处于缩回位置的情况下通过自主驱动系统
驱动交通工具时，抑制了操作构件110的振动或移动。这抑制了例如由于操作构件110与附近构件接触而引起的异常噪声或对操作构件110的损坏的发生。操作构件110接触的构件的形状或位置不受限制。例如，操作构件110可以在接触仪表板400的底面时停止。通过在操作构件110接触的部分处设置柔性构件例如橡胶，操作构件110可以被牢固地压靠该部分而不会对操作构件110造成损坏。
[0073]
尽管以上已经描述了根据实施方式的转向系统100中的操作构件110的缩回移动，但是上述缩回移动是示例，并且缩回移动的一部分可以用不同的移动来代替。将参照图6和图7描述操作构件110的缩回移动的改型。
[0074]
图6是示出根据该实施方式的第一改型的操作构件110的缩回移动的一部分的图。具体地，图6示出了第一改型中的初始移动的概要。如图6所示，在开始操作构件110至存放区域410的缩回时，根据第一改型的控制单元190控制滑动机构170和倾斜机构180以在操作构件110向上移动之后开始操作构件110的向前移动。如上所述，通过移动操作构件110使得操作构件110首先向上逃避，并且然后向前移动操作构件110，操作构件110可以向前移动同时避开膝部区域500a。
[0075]
图7是示出根据该实施方式的第二改型的操作构件110的缩回移动的一部分的图。具体地，图7示出了第二改型中的初始移动的概要。如图7所示，在开始操作构件110至存放区域410的缩回时，根据第二改型的控制单元190控制滑动机构170和旋转机构130同时(即，同一时间)执行向前移动操作构件110和旋转操作构件110的初始移动。
[0076]
也就是说，当操作构件110缩回时，可以通过使操作构件110绕旋转轴线ab(参见图1)旋转而不使操作构件110向上移动来避开膝部区域500a。在这种情况下，操作构件110的旋转方向可以是图7中的顺时针方向或图7中的逆时针方向。如图7所示，当操作构件110的旋转方向是顺时针方向时，例如，操作构件110可以向前移动同时操作构件110的上端部110a向前倾斜(也就是说，移动下端部110b以便向后和向上逃避)。因此，可以有效地执行操作构件110的缩回移动。
[0077]
接下来，将参照图8和图9描述操作构件110的展开移动的示例。图8是示出根据该实施方式的操作构件110的展开移动的示例的图。图9是示出根据该实施方式的操作构件110的展开移动中的速度控制的示例的流程图。
[0078]
如图8所示，根据该实施方式的转向系统100可以将缩回到存放区域410中的操作构件110展开到正常位置。当在操作构件110的展开(展开移动)中操作构件110的轨迹反向时，该轨迹与参照包括图3的附图已经描述的操作构件110的缩回移动中的操作构件110的轨迹基本一致。也就是说，在操作构件110的展开移动中的操作构件110的位置和姿势的转变与参照包括图3的附图已经描述的操作构件110的缩回移动中的操作构件110的位置和姿势的转变之间存在相互相反的关系。
[0079]
在控制单元190的控制下，操作构件110的展开移动如下执行。在接触存放区域410中的壁409时停止的操作构件110通过滑动机构170和倾斜机构180向后(朝向开口405)移动。此时，在整个操作构件110位于存放区域410内时，操作构件110以最大速度移动。此后，操作构件110以减小的移动速度从上端部110a移出到开口405外。从开口部405移动出来的操作构件110通过滑动机构170、倾斜机构180以及旋转机构130来沿着仪表板400的外部形状移动。此后，操作构件110通过滑动机构170以增加的速度向后移动，并且通过倾斜机构
180进一步向上移动以便避开驾驶员区域500的膝部区域500a。此时，已经倾斜使得上端部110a朝向前的操作构件110通过旋转机构130沿其中上端部110a向后移动的方向旋转。当操作构件110已经经过膝部区域500a时，滑动机构170降低操作构件110的移动速度，并且倾斜机构180使操作构件110向下移动。此后，操作构件110在正常位置处停止。在这种情况下的正常位置可以是在操作构件110即将缩回之前设定的位置(根据驾驶员的偏好调节的位置)，或者可以是与当操作构件110展开时坐在驾驶员座位中的驾驶员的体型等匹配的位置。信息例如驾驶员的体型等可以根据需要通过传感器例如摄像机等检测，也可以根据预先存储在存储装置中的各驾驶员的属性信息得到。
[0080]
因此，与缩回移动的情况一样，当操作构件110展开时，操作构件110的移动速度改变以实现既确保驾驶员的安全又有效地移动操作构件110的效果。基本上，如在操作构件110的缩回移动的情况下，当操作构件110与驾驶员之间发生干扰的可能性低时，操作构件110的移动速度增大，并且当操作构件110与驾驶员之间发生干扰的可能性高时，操作构件110的移动速度减小。
[0081]
例如，在该实施方式中，在操作构件110向正常位置的展开移动中，当已经开始向正常位置移动的操作构件110到达预定位置即第二预定位置时，转向系统100的控制单元190控制滑动机构170以降低移动速度并且控制倾斜机构180以向上移动操作构件110。在该实施方式中，预定位置是膝部区域500a附近的位置，例如，图3中的区段a2中的任何位置。
[0082]
也就是说，在操作构件110的展开移动中，当操作构件110通过开口405向后移动并且接近膝部区域500a时，倾斜机构180使操作构件110向上移动。此时，操作构件110到达靠近驾驶员的位置。因此，控制单元190降低通过滑动机构170移动的操作构件110的移动速度。此时的移动速度是例如大约为第二速度v2(参见图1)。然后，在操作构件110已经经过膝部区域500a之后，倾斜机构180使操作构件110向下移动使得操作构件110返回到正常位置。此时的移动速度也大约为第二速度v2。因此，即使操作构件110接触驾驶员，也几乎不可能对驾驶员造成实质伤害。因此，利用根据本实施方式的转向系统100，在操作构件110的展开移动中也提高了驾驶员的安全性。
[0083]
此外，如上所述，操作构件110的展开和缩回可以根据来自驾驶员的指令执行，或者可以在没有来自驾驶员的指令的情况下执行。例如，假定在交通工具正由自主驾驶系统驾驶的同时，控制单元190预先检测到自主驾驶水平将从不需要驾驶员监控的水平改变到需要驾驶员监控的水平的情况。在这种情况下，控制单元190可以在自主驾驶水平被改变到需要通过驾驶员监控的水平之前将缩回的操作构件110展开到正常位置，而不管来自驾驶员的指令如何。在这种情况下，操作构件110的展开移动不是通过来自驾驶员的指令而开始的，并且因此驾驶员可能没有针对操作构件110的展开准备好。鉴于此，根据本实施方式的转向系统100取决于是否根据来自驾驶员的指令执行操作构件110的展开移动来执行控制以改变操作构件110的移动速度。换句话说，在缩回到存放区域410中的操作构件110展开到正常位置的情况下，与没有来自驾驶员的指令的情况下展开操作构件110时相比，控制单元190根据来自驾驶员的指令展开操作构件110时以更高的移动速度移动操作构件110。
[0084]
具体地，如图9所示，控制单元190接收展开操作构件110的指令(展开指令)(s100)。当展开指令是来自驾驶员的指令时(s110中的是)，控制单元190控制滑动机构170以移动速度va移动操作构件110(s120)。换句话说，当驾驶员通过执行预定操作例如按压按
钮的操作而向控制单元190给出展开指令时，控制单元190以移动速度va移动操作构件110。例如，在从操作构件110沿仪表板400的外部形状移动并且出现在驾驶员前方时到操作构件110到达膝盖区域500a时的区段中，操作构件110以移动速度va移动。
[0085]
当接收到的展开指令不是来自驾驶员的指令时(s110中为否)，控制单元190控制滑动机构170以移动速度vb(<va)移动操作构件110(s121)。除了如上所述的展开指令是来自自主驾驶系统的指令的情况之外，其中展开指令不是来自驾驶员的指令的情况还包括其中控制单元190例如经由传感器例如摄像机检测到驾驶员已经坐在已经空着的驾驶员座位上的情况。与移动速度va类似，移动速度vb是在从操作构件110出现在驾驶员前方时到操作构件110到达膝部区域500a时的区段中操作构件110的移动速度。
[0086]
如上所述，在操作构件110的展开移动中，当展开指令不是来自驾驶员的指令时，控制单元190缓慢地移动操作构件110使其更靠近驾驶员。作为结果，即使驾驶员没有识别到操作构件110的展开，驾驶员也被给予相对长的时间段来识别操作构件110的展开。这降低了移动操作构件110与驾驶员之间的干扰的可能性。
[0087]
已经基于实施方式及其改型描述了根据本发明的转向系统。但是，本发明并不限于上述实施方式和上述改型。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施方式或上述改型进行各种改变和改型，或者可以组合上述组成元素。
[0088]
例如，操作构件110不必是如图1所示的环形形状。例如，操作构件110可以具有c形或u形，其中环形形状的上端部和下端部之一被省去，或者可以具有h形，其中环形形状的上端部和下端部两者都被省去。即使在这种情况下，通过使操作构件110绕旋转轴线ab旋转，操作构件110也可以插入到具有比操作构件110的竖向宽度小的竖向宽度的开口405中。
[0089]
在本实施方式中，滑动机构170通过使可移动体162相对于基部引导件161滑动而使操作构件110沿前后方向移动。可替选地，可移动体162本身可以具有使操作构件110前后移动的伸缩结构。例如，可移动体162可以包括相对于基部引导件161滑动的第一可移动体和相对于第一可移动体滑动并且连接至转向机构101的第二可移动体。在这种情况下，由于可移动体162可以相对于基部引导件161滑动并且可以扩大和收缩，所以操作构件110可以沿前后方向在更宽的范围内移动。在这种情况下，滑动机构170可以包括使第一可移动体相对于基部引导件161移动的第一驱动部分和使第二可移动体相对于第一可移动体移动的第二驱动部分。因此，例如，操作构件110可以以更高的速度或以更大的驱动力移动。
[0090]
此外，在操作构件110的缩回或展开开始之前，可以通过声音、显示在显示器上的信息和发光元件的闪烁中的一种或组合来向驾驶员通知操作构件110的缩回或展开的开始。因此，向驾驶员给出关于操作构件110的移动的警报，并且因此，抑制了移动操作构件110与驾驶员之间的干扰。
[0091]
在接收到操作构件110的缩回或展开的通知之后，驾驶员可以通过预定操作例如按压按钮的操作来向控制单元190通知是允许还是不允许操作构件110的缩回或展开。例如，即使在交通工具可以通过自主驾驶系统驾驶驱动的状态下允许操作构件110缩回的情况下，也可以基于驾驶员的意图不允许构件110的缩回。在这种情况下，驾驶员对操作构件110等进行操作以驱动交通工具。
[0092]
仪表板400的结构和形状不必一定是图3所示的结构和形状。例如，开口405可以设置在仪表板400的下表面上。也就是说，操作构件110可以通过仪表板400的下表面的开口部
分被存放在仪表板400内部的存放区域410中。在这种情况下，例如，具有下表面开口结构的常规仪表板可以与转向系统100一起设置在交通工具上。也就是说，即使在仪表板上没有设置用于存放(缩回)操作构件110的开口，也能够将转向系统100安装在包括仪表板的交通工具上。
[0093]
此外，转向系统100可以不包括气囊200。也就是说，无论转向系统100是否设置有气囊200和气囊壳体120，操作构件110都可以安全并且有效地从存放区域410展开和缩回到存放区域410中。
[0094]
在实施方式中，在图1中，通过旋转机构130使操作构件110绕其旋转的旋转轴线ab位于操作构件110的前方，但是操作构件110的旋转轴线ab的位置不限于此。例如，连接旋转机构130和操作构件110的支承构件115可以从旋转机构130延伸以便平行于交通工具的宽度方向(图1中的y轴方向)。在这种情况下，操作构件110绕位于与操作构件110在前后方向上的位置相同的位置的旋转轴线ab旋转。因此，当旋转轴ab位于与操作构件110在前后方向上的位置相同的位置中或在其附近时，操作构件110可以在相对小的空间区域内绕旋转轴ab旋转。
[0095]
此外，转向系统100可以不包括旋转机构130。也就是说，操作构件110向存放区域410的缩回和操作构件110从存放区域410的展开可以通过由滑动机构170引起的沿前后方向的移动和由倾斜机构180引起沿上下方向的移动的组合来执行。转向系统100包括旋转机构130的事实在提高操作构件110的姿势的自由度方面是有利的。也就是说，由于转向系统100例如包括旋转机构130，操作构件110容易沿着仪表板400的外部形状移动，并且操作构件110容易插入相对小的开口405中。
[0096]
此外，转向系统100可以不包括倾斜机构180。也就是说，操作构件110向存放区域410的缩回和操作构件110从存放区域410的展开可以仅通过由滑动机构170引起沿前后方向的移动来执行。即使在这种情况下，控制单元190可以以第一速度v1向前移动操作构件110，并且当操作构件110与仪表板400之间的距离等于或小于预定距离l时以第二速度v2(<v1)向前移动操作构件110。因此，如上所述，能够获得抑制驾驶员的手指等被夹在操作构件110与仪表板400之间的效果，同时抑制操作构件110缩回所需的时间的增加。
[0097]
此外，图3所示的区段a1至a6是为了便于描述操作构件110的缩回移动的示例而设置的区段，并且操作构件110的移动速度或姿势等不需要在这些区段的起点或终点清楚地改变。图3所示的区段的数量和宽度也是示例，并且区段的数量和宽度不限于特定值。
[0098]
本发明作为能够扩大驾驶员前方的空间并且提高驾驶员的安全性的转向系统是有用的。本发明适用于诸如具有车轮、履带等并且能够手动驱动和自动驱动的交通工具例如汽车、公共汽车、卡车、农业设备、建筑设备等。

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