ステアリングスイッチ
ステアリングスイッチは、運転者がステアリングホイールから手を離さずに車載機器を操作するための入出力デバイスである。オーディオ、電話、クルーズコントロール、運転支援などの機能を集約し、視線移動と操作負荷を低減することを目的とする。一般に、樹脂ハウジング、押下機構（メタルドーム等）、基板、照光用LED、配線・コネクタから構成され、スパイラルケーブルを介してECUと接続される。信号は抵抗ラダーやマトリクス、あるいはマイコンを介した LIN/CAN 通信で伝送され、HMIとしての一貫した操作感と信頼性が求められる。
用途と主な機能
ステアリングスイッチの主要機能は、音量調整、トラック/局切替、ミュート、音声認識の起動、電話の受話/終話、クルーズ/ACCの設定・速度変更、車間距離やレーン維持のオン/オフ切替などである。長押しや二度押しなどの入力バリエーションを割り当て、限られたスペースで多機能化を図る設計が一般的である。
構造と部品
- ステアリングスイッチのモジュールは、上面のアイコンパネル、押下用ドーム、プリント基板、ガスケットやシール、背面の取付ボスから成る。
- スイッチ形式はタクタイル、ロッカ、ロータリエンコーダ、ジョイスティック、静電容量式タッチなどがある。
- 照光はLEDを用い、夜間の視認性向上とグレア低減のために輝度制御や透過アイコンを採用する。
- 配線はスパイラルケーブル（クロックスプリング）とコネクタでステアリングコラム側へ導く。
電気回路と信号伝送
ステアリングスイッチの電気設計では、接点信号を安定に取得するためのデバウンス、ノイズ対策、診断性の確保が重要である。古典的には抵抗ラダーで各ボタンに固有電圧を割り当て、ECU側のADCで識別する。多ボタン化には行列配線（マトリクス）が有効である。マイコン実装型では、スレーブ側でスキャン・フィルタ処理を行い、LINまたはCANメッセージとして上位ECUへ通知する。照光はPWMで調光し、車内のイルミ連動に合わせる。
抵抗ラダーとマトリクス
ステアリングスイッチの抵抗ラダー方式は配線点数を抑えられる反面、許容誤差や温度ドリフトを見込んだ閾値設計が鍵となる。マトリクス方式は多数キーの拡張に適し、ゴースト対策としてダイオードや適切なスキャン順序を用いる。
ECUインタフェース
ステアリングスイッチをLINスレーブとして実装する場合、ボタン状態を周期送信し、診断フレームで開短絡や内部エラーを報告する。CAN接続ではゲートウェイ経由でBCM/AVN/ADASへ配信し、車両全体の機能と連携させる。
人間工学と操作性
ステアリングスイッチは親指で直感的に操作できる配置と、押下方向の分かりやすさが重要である。クリック感（作動力・ストローク・触覚フィードバック）とアイコンの判読性、誤操作を避ける段差・リブ設計、冬季グローブ着用時の操作余裕などを総合的に最適化する。照光は昼夜でコントラストを保ち、反射や眩光を抑える。
環境・信頼性設計
ステアリングスイッチは温湿度サイクル、振動、紫外線、汗・皮脂・化粧品・洗剤への耐性評価が必要である。防水防塵は要求に応じて IP 等級を設定し、開口部はガスケットやスリットで封止する。電子回路はESD対策部品とグランド設計を施し、EMC基準に適合させる。
耐久・品質検証
- ステアリングスイッチのクリック寿命試験とばらつき管理（作動力・戻り特性）。
- 照光の輝度・色度劣化、ホットスポットの有無、均一性の測定。
- 配線・コネクタ・スパイラルケーブルの屈曲/ねじり耐久と接触抵抗管理。
- 組立工程のはんだ・実装品質、機能検査（EOL）とトレーサビリティ。
安全・機能安全の観点
ステアリングスイッチに安全関連の機能を割り当てる場合、誤作動・不作動のリスクを分析し、フェイルセーフや診断機能を設ける。入力の冗長性、長押し限定や二重確認などのロジックで誤操作を抑止し、異常時は機能を抑制または安全側に遷移させる。
設計・選定のポイント
- ステアリングスイッチの操作頻度と機能優先度に応じてレイアウトを階層化し、主要機能を親指の自然可動域に配置する。
- 装飾加飾（塗装・印刷・レーザー刻印）と耐摩耗性、夜間の視認性を両立する。
- LIN/CANのネットワーク負荷、データ更新周期、故障診断要件（DTC）を上位ECUと整合させる。
- 車種バリエーション展開に備え、アイコンやボタン数を変更しやすいモジュール化を行う。
故障モードとサービス
ステアリングスイッチの代表的な故障は、接点の導通不良、ドーム疲労によるクリック感低下、照光LEDの断線、配線・スパイラルケーブルの開短絡などである。診断では入力の閾値逸脱、連続押下検知、通信タイムアウト等を監視し、必要に応じてDTCを記録する。サービス性向上のため、ユニット交換容易性と誤組付け防止を考慮する。