JP2002189557A - 手動入力装置 - Google Patents

手動入力装置

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JP2002189557A
JP2002189557A JP2000390807A JP2000390807A JP2002189557A JP 2002189557 A JP2002189557 A JP 2002189557A JP 2000390807 A JP2000390807 A JP 2000390807A JP 2000390807 A JP2000390807 A JP 2000390807A JP 2002189557 A JP2002189557 A JP 2002189557A
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幹夫 小野寺
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H2003/008Mechanisms for operating contacts with a haptic or a tactile feedback controlled by electrical means, e.g. a motor or magnetofriction

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作性及び信頼性に優れた手動入力装置を提
供する。 【解決手段】 手動入力装置1Aに、操作軸2に固着さ
れたノブ3と、操作軸2の操作状態を検知する検知手段
4と、ノブ3に外力を負荷するアクチュエータ5と、操
作軸2とアクチュエータ5の駆動軸5aとの間で動力伝
達を行う動力伝達部6と、外部装置との間で信号の送受
信を行う入出力部7と、外部検知手段からの外部信号b
又は少なくとも外部信号bに基づいて生成された制御情
報eに基づいてアクチュエータ5の制御信号cを生成し
出力する制御部8とを備える。外部装置にてアクチュエ
ータ5の制御情報eを生成し、制御部8にてこの制御情
報eを解析してアクチュエータ5の制御信号cを生成す
ることもできる。また、手動入力装置に制御部を備え
ず、外部装置にて生成された制御信号cによりアクチュ
エータ5を制御するようにすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォースフィード
バック機能付きの手動入力装置に係り、特に、ノブにフ
ォースフィードバック用の外力を負荷するアクチュエー
タの制御手段に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ノブの操作フィーリングを良
好にしてノブの操作を確実なものにするため、ノブにそ
の操作量及び操作方向に応じた抵抗感や推力を付与する
フォースフィードバック機能付きの手動入力装置が知ら
れている。
【0003】図17に、従来より知られているこの種の
手動入力装置の一例を示す。本例の手動入力装置は、ノ
ブ101と、当該ノブ1の操作量及び操作方向を検知す
る検知手段102と、ノブ101に外力を負荷するアク
チュエータ103と、検知手段102から出力される検
知信号aを取り込んでアクチュエータ103の制御信号
cを生成する制御部104と、制御部104から出力さ
れた制御信号cをD/A変換するD/A変換器105
と、D/A変換器105から出力されたアナログ信号c
を増幅してアクチュエータ103の駆動電力を得る電力
増幅器106とから構成されている。制御部104は、
CPU104aとメモリ104bとから構成されてお
り、メモリ104bには、検知信号aに応じた制御信号
cがテーブルの形で記憶されている。CPU104a
は、検知手段102からの検知信号aを取り込み、取り
込まれた検知信号aに応じた制御信号cをメモリ104
bから読み出して、D/A変換器105に出力する。
【0004】これによってアクチュエータ103が駆動
され、ノブ101にその操作量及び操作方向に応じたフ
ォースフィードバックを作用することができるので、本
例の手動入力装置は、ノブ101の操作フィーリングが
良好で、ノブ101の操作を確実なものにすることがで
きる。
【0005】この種の手動入力装置は、自動車における
バイワイヤ方式のギアシフト装置や、車載された各種の
電気機器、例えば、エアコン、ラジオ、テレビ、CDプ
レーヤ、ナビゲーションシステム等の機能調整装置に適
用される。
【0006】ギアシフト装置として適用する場合、手動
入力装置に備えられたフォースフィードバック機能は、
シフトレバーのレンジ切替にクリック感を与えたり、例
えばP(パーキング)レンジからR(リバース)レン
ジ、D(ドライブ)レンジから2nd(セカンド)レン
ジなど、特定レンジから他の特定レンジへのシフトレバ
ーの不正な操作を禁止するロック手段などとして利用さ
れる。また、車載電気機器の機能調整装置として利用す
る場合、手動入力装置に備えられたフォースフィードバ
ック機能は、ノブ101に適度な抵抗感を付与して機能
の微調整を容易にしたり、ノブ101に適度な推力を付
与してノブ1の操作を軽快にするのに利用される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記手動入
力装置を自動車のギアシフト装置に適用する場合、手動
入力装置に備えられたフォースフィードバック機能を用
いて特定レンジから他の特定レンジへのシフトレバーの
不正な操作を禁止する構成にすると、シフトレバーが特
定レンジに切り替えられている期間中、常時アクチュエ
ータ103に電力を供給し続けなくてはならないので、
電力消費が大きくなる。かかる不都合を回避するため、
前記手動入力装置を自動車のギアシフト装置に適用する
場合においては、手動入力装置に備えられたフォースフ
ィードバック機能をシフトレバーのレンジ切替にクリッ
ク感を与えるためのみに利用し、特定レンジから他の特
定レンジへのシフトレバーの不正な操作を禁止するロッ
ク手段については、機械的に構成するのが普通である。
【0008】しかし、前記した従来の手動入力装置は、
ノブ101の操作量及び操作方向のみに基づいてアクチ
ュエータ103を制御する構成であるので、ロック手段
を機械的に構成すると、ロック手段が解除された後は、
手動入力装置に備えられたフォースフィードバック機能
によってシフトレバーのレンジ切替にクリック感が与え
られるだけになり、例えば高速走行中であってもDレン
ジからRレンジへのシフトレバーの切替やDレンジから
2ndレンジへのシフトレバーの切替が可能になる。高
速走行中にギアシフト装置がDレンジからRレンジに、
又は、Dレンジから2ndレンジに誤操作されても、自
動車に搭載されたトランスミッションがシンクロせず、
ギアがドライブギアからリバースギアに切り替えられる
ことはないが、実際のギアのかみ合い状態とシフトレバ
ーの切替位置とが不一致になると、ギアシフト装置によ
るトランスミッションの操作を的確に行えなくなるばか
りでなく、トランスミッションが不時に切り替えられて
自動車が急停止或いは急減速する等の不測の動作を起こ
すおそれもある。
【0009】手動入力装置を車載電気機器の機能調整装
置に適用する場合も同様であって、前記した従来の手動
入力装置は、機能を調整しようとする車載電気機器の状
態に関係なく、ノブ101の操作量及び操作方向のみに
基づいてアクチュエータ103を制御する構成であるの
で、車載電気機器の状態に応じた適切な機能調整を行う
ことが難しく、使い勝手が必ずしも良好ではないという
問題がある。
【0010】本発明は、かかる従来技術の不備を解消す
るためになされたものであって、その課題とするところ
は、操作しようとする外部装置の状態に応じて異なる操
作フィーリングをノブに付与することができて操作性及
び信頼性に優れた手動入力装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、第1に、ノブと、当該ノブに外力を負荷
するアクチュエータと、当該アクチュエータの制御部
と、前記ノブの操作状態を検知する検知手段と、前記ノ
ブにより操作される外部装置との間で信号の送受信を行
う入出力部とを備え、前記制御部に、少なくとも前記外
部装置に接続された外部検知手段から出力される外部信
号を入力して外部信号に対応する前記アクチュエータの
制御信号を生成し、当該制御信号により前記アクチュエ
ータを制御するという構成にした。
【0012】かように、ノブに外力を負荷するアクチュ
エータを、外部検知手段から出力される外部信号に基づ
いて生成される制御信号により制御すると、外部装置の
状態に応じたきめ細かいアクチュエータの制御を行うこ
とができるので、外部装置の駆動状態とノブの操作状態
との不一致を防止することができ、手動入力装置の操作
性及び信頼性を高めることができる。また、手動入力装
置内に制御部を備え、かつ全ての検知信号及び外部信号
を当該制御部に入力するので、外部装置を変更する必要
がなく、外部装置への手動入力装置の適用を容易に行う
ことができる。
【0013】本発明は、前記の課題を解決するため、第
2に、ノブと、当該ノブに外力を負荷するアクチュエー
タと、当該アクチュエータの制御部と、前記ノブの操作
状態を検知する検知手段と、前記ノブにより操作される
外部装置との間で信号の送受信を行う入出力部とを備
え、前記外部装置に少なくとも前記検知手段から出力さ
れる検知信号及び前記外部装置に接続された外部検知手
段から出力される外部信号の双方を入力して前記検知信
号及び外部信号に対応する前記アクチュエータの制御情
報を生成し、当該制御情報を前記入出力部を介して前記
制御部に取り込み、前記制御部にて前記制御情報に対応
する前記アクチュエータの制御信号を生成し、当該制御
信号により前記アクチュエータを制御するという構成に
した。
【0014】この構成によっても、検知手段から出力さ
れる検知信号と外部検知手段から出力される外部信号に
基づいて生成される制御信号によりアクチュエータを制
御するので、外部装置の状態に応じたきめ細かいアクチ
ュエータの制御を行うことができて、手動入力装置の操
作性及び信頼性を高めることができる。また、外部装置
にて検知信号及び外部信号に応じた制御情報を生成する
ので、制御部の負担が軽減され、アクチュエータの制御
速度を高めることができる。
【0015】本発明は、前記の課題を解決するため、第
3に、ノブと、当該ノブに外力を負荷するアクチュエー
タと、前記ノブの操作状態を検知する検知手段と、前記
ノブにより操作される外部装置との間で信号の送受信を
行う入出力部とを備え、前記外部装置に、少なくとも前
記検知手段から出力される検知信号及び前記外部装置に
接続された外部検知手段から出力される外部信号の双方
を入力して前記検知信号及び外部信号に対応する前記ア
クチュエータの制御信号を生成し、当該制御信号により
前記アクチュエータを制御するという構成にした。
【0016】この構成によっても、検知手段から出力さ
れる検知信号と外部検知手段から出力される外部信号に
基づいて生成される制御信号によりアクチュエータを制
御するので、外部装置の状態に応じたきめ細かいアクチ
ュエータの制御を行うことができて、手動入力装置の操
作性及び信頼性を高めることができる。また、外部装置
にて検知信号及び外部信号に応じたアクチュエータの制
御信号を生成し、手動入力装置に備えられたアクチュエ
ータを制御するので、手動入力装置については制御部を
省略することができ、手動入力装置の小型化及び低コス
ト化を図ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】まず、本発明に係る手動入力装置
の実施形態について説明する。
【0018】〈手動入力装置の第1例〉図1に、第1実
施形態例に係る手動入力装置1Aを示す。本例の手動入
力装置1Aは、ロータリ形の手動入力装置であって、図
示しない筐体と、当該筐体に回転自在に保持された操作
軸2と、操作軸2の一端に固着されたノブ3と、操作軸
2の回転量及び回転方向を検知するロータリエンコーダ
やポテンショメータ等の検知手段4と、ノブ3に外力を
負荷するDCモータやステッピングモータ等の回転駆動
形のアクチュエータ5と、操作軸2とアクチュエータ5
の駆動軸5aとの間の動力伝達を行うギアや摩擦車等の
動力伝達部6と、図示しない外部装置との間で信号の送
受信を行う入出力部7と、図示しない外部装置に接続さ
れた外部検知手段から出力される外部信号b又は少なく
とも外部信号bに基づいて生成された制御情報eに基づ
いてアクチュエータ5の制御信号cを生成し出力する制
御部8と、制御部8から出力された制御信号cをD/A
変換するD/A変換器9と、D/A変換器9にてアナロ
グ信号に変換された制御信号cを増幅してアクチュエー
タ5の駆動電力を得る電力増幅器10とから構成されて
いる。なお、アクチュエータ5としてステッピングモー
タを用いる場合には、D/A変換器9は省略することが
できる。
【0019】図1においては、検知手段4としてロータ
リエンコーダが備えられており、本例のロータリエンコ
ーダは、操作軸2に固着されたコード板4aと、当該コ
ード板4aを介してその表面側及び裏面側に対向に配置
された発光素子4b及び受光素子4cとから構成されて
いる。なお、互いに独立の別体に構成された発光素子4
b及び受光素子4cを用いる構成に代えて、これら発光
素子4b及び受光素子4cを一体化してなるフォトイン
タラプタを用いることも勿論可能である。
【0020】入出力部7は、送信側インタフェース7a
と受信側インタフェース7bとをもって構成されてお
り、送信側インタフェース7aからは検知手段4から出
力される検知信号aが図示しない外部装置に送信され
る。
【0021】制御部8は、CPU8aとメモリ8bとか
ら構成されており、メモリ8bには、前記外部信号b若
しくは当該外部信号bに基づいて生成された制御情報e
を解析するためのデータ及びプログラムと、アクチュエ
ータ5の駆動データ及び駆動プログラムが記憶されてい
る。CPU8aは、前記外部信号b若しくは制御情報を
取り込み、前記メモリ8bに記憶されたデータ及びプロ
グラムに基づいて前記外部信号b若しくは制御情報eを
解析し、前記メモリ8bに記憶されたデータ及びプログ
ラムに基づいて前記外部信号b若しくは制御情報eに対
応する制御信号cを決定し、D/A変換器9に出力す
る。
【0022】制御信号cは、ノブ3に付与される操作フ
ィーリングに対応する信号である。信号の種別として
は、「振動の発生」、「衝撃力の発生」、「作動力の変
更」等がある。信号の種別が「振動の発生」である場合
には、振動強度、振動の形、負荷時間、周波数などを表
現する制御信号cが構成される。また、信号の種別が
「衝撃力の発生」である場合には、衝撃強度、衝撃の
形、負荷回数などを表現する制御信号cが構成される。
さらに、信号の種別が「作動力の変更」である場合に
は、作動力の強度、作動力の発生方向、負荷時間などを
表現する制御信号cが構成される。また、制御信号e
は、上記制御信号cの内容をコマンド化したものであ
る。さらに、「作動力の変更」をパターン化して行う場
合には、パターンを表現するコマンドをもって制御情報
eを構成することができる。その他、制御情報eは、負
荷量を示す値や前記検知信号a、それに外部装置に入力
される他の外部検知手段(図示省略)からの信号を取り
込んで構成することもできる。
【0023】本例の手動入力装置によれば、CPU8a
に図示しない外部装置に接続された外部検知手段から出
力される外部信号b又は少なくとも外部信号bに基づい
て生成された制御信号eを取り込んでアクチュエータ5
の制御信号cを決定するので、外部装置の状態に応じた
きめ細かいアクチュエータ5の制御を行うことができ
る。したがって、外部装置の状態によっては、ノブ3の
操作を禁止するようにアクチュエータ5を駆動すること
ができるので、外部装置の駆動状態とノブの操作状態と
の不一致を防止することができ、手動入力装置1Aの操
作性及び信頼性を高めることができる。
【0024】〈手動入力装置の第2例〉図2に、第2実
施形態例に係る手動入力装置1Bを示す。本例の手動入
力装置1Bは、検知手段4を回転モータ5の駆動軸5a
に設定したことを特徴とする。その他については、第1
実施形態例に係る手動入力装置1Aと同じであるので、
図2の対応する部分に図1と同一の符号を付して説明を
省略する。本例の手動入力装置1Bも、第1実施形態例
に係る手動入力装置1Aと同様の効果を有する。
【0025】〈手動入力装置の第3例〉図3に、第3実
施形態例に係る手動入力装置1Cを示す。本例の手動入
力装置1Cは、操作軸2の一端に水平面内で旋回するレ
バー形のノブ3を備えたことを特徴とする。その他につ
いては、第1実施形態例に係る手動入力装置1Aと同じ
であるので、図3の対応する部分に図1と同一の符号を
付して説明を省略する。本例の手動入力装置1Cも、第
1実施形態例に係る手動入力装置1Aと同様の効果を有
する。
【0026】〈手動入力装置の第4例〉図4に、第4実
施形態例に係る手動入力装置1Dを示す。本例の手動入
力装置1Dは、操作軸2を水平に配置して、当該操作軸
2の一端に垂直面内で旋回するレバー形のノブ3を固着
し、当該ノブ3にソレノイドやリニアモータなどの直線
駆動形のアクチュエータ5を連結したことを特徴とす
る。ノブ3に対する外力の負荷(操作フィーリングの付
与)は、アクチュエータ5を駆動することにより行われ
る。その他については、第1実施形態例に係る手動入力
装置1Aと同じであるので、図4の対応する部分に図1
と同一の符号を付して説明を省略する。本例の手動入力
装置1Dも、第1実施形態例に係る手動入力装置1Aと
同様の効果を有する。
【0027】〈手動入力装置の第5例〉図5に、第5実
施形態例に係る手動入力装置1Eを示す。本例の手動入
力装置1Eは、スライド形の手動入力装置であって、図
示しない筐体に摺動自在に保持されたラック11(動力
伝達部)の上面にノブ3を固着すると共に、当該ラック
11と操作軸2の先端部に固着されたピニオン12(動
力伝達部)とをかみ合わせ、ノブ3の駆動力がラック1
1及びピニオン12を介して操作軸2に伝達され、かつ
アクチュエータ5の駆動力がギア6、操作軸2、ピニオ
ン12及びラック11を介してノブ3に伝達されるよう
にしたことを特徴とする。その他については、第1実施
形態例に係る手動入力装置1Aと同じであるので、図5
の対応する部分に図1と同一の符号を付して説明を省略
する。本例の手動入力装置1Eは、第1実施形態例に係
る手動入力装置1Aと同様の効果を有するほか、筐体に
摺動自在に保持されたラック11にノブ3を固着したの
で、例えばオートマチック車におけるギアシフト装置の
ように、ノブが直線操作される装置への適用が可能にな
る。
【0028】〈手動入力装置の第6例〉図6に、第6実
施形態例に係る手動入力装置1Fを示す。本例の手動入
力装置1Fも、スライド形の手動入力装置であって、ノ
ブ3に外力を負荷するアクチュエータとして、ソレノイ
ドやリニアモータ等の直線駆動形のアクチュエータ5を
備えたことを特徴とする。その他については、第5実施
形態例に係る手動入力装置1Eと同じであるので、図6
の対応する部分に図5と同一の符号を付して説明を省略
する。本例の手動入力装置1Fも、第5実施形態例に係
る手動入力装置1Eと同様の効果を有する。
【0029】〈手動入力装置の第7例〉図7に、第7実
施形態例に係る手動入力装置1Gを示す。本例の手動入
力装置1Gは、2次元操作形の手動入力装置であって、
図示しない筐体と、当該筐体に揺動回転自在に保持され
た操作軸2と、操作軸2の一端に固着されたノブ3と、
操作軸2の揺動運動を互いに直角の方向に配置されたX
方向回転体13及びY方向回転体14の回転量に変換す
る変換部15と、前記2つの回転体13,14の中心軸
13a、14aに設けられたX方向検知手段4A及びY
方向検知手段4Bと、前記中心軸13a、14aに直結
され、ノブ3に外力を負荷する回転駆動形のX方向アク
チュエータ5A及びY方向アクチュエータ5Bと、図示
しない外部装置との間で信号の送受信を行う入出力部7
と、図示しない外部装置に接続された外部検知手段から
出力される外部信号b又は少なくとも外部信号bに基づ
いて生成された制御情報eに基づいてX方向アクチュエ
ータ5Aの制御信号c1及びY方向アクチュエータ5B
の制御信号c2を生成し出力する制御部8と、制御部8
から出力された制御信号c1,c2をD/A変換するX
方向D/A変換器9A及びY方向D/A変換器9Bと、
これら各D/A変換器9A,9Bによりアナログ信号に
変換された制御信号c1,c2を増幅して各アクチュエ
ータ5A,5Bの駆動電力を得るX方向電力増幅器10
A及びY方向電力増幅器10Bとから構成されている。
【0030】前記X方向検知手段4A及びY方向検知手
段4Bとしては、ロータリエンコーダやポテンショメー
タ等を用いることができ、前記X方向アクチュエータ5
A及びY方向アクチュエータ5Bとしては、DCモータ
やステッピングモータ等を用いることができる。その
他、入出力部7の構成や制御部8の構成、それに制御部
8から出力される制御信号cについては、第1実施形態
例に係る手動入力装置1Aと同じであるので、図7の対
応する部分に図1と同一の符号を付して説明を省略す
る。本例の手動入力装置1Gは、第1実施形態例に係る
手動入力装置1Aと同様の効果を有するほか、筐体に摺
動自在に保持されたラック11にノブ3を固着したの
で、例えば各種電気機器のリモートコントローラのよう
に、ノブが2次元方向に旋回操作される装置への適用が
可能になる。
【0031】〈手動入力装置の第8例〉図8に、第8実
施形態例に係る手動入力装置1Hを示す。本例の手動入
力装置1Hは、図1に示した第1実施形態例に係る手動
入力装置1Aの制御部8を省略したことを特徴とする。
その他については、第1実施形態例に係る手動入力装置
1Aと同じであるので、図8の対応する部分に図1と同
一の符号を付して説明を省略する。本例の手動入力装置
1Hは、図示しない外部装置に備えられた制御手段によ
ってアクチュエータ5(第7実施形態例に係る手動入力
装置1Gについては、X方向アクチュエータ5A及びY
方向アクチュエータ5B)を制御することによって、第
1実施形態例に係る手動入力装置1Aと同様の効果を有
する。なお、第2実施形態例に係る手動入力装置1B乃
至第7実施形態例に係る手動入力装置1Gの制御部8を
省略することもできる。
【0032】〈手動入力装置のその他の実施形態〉 (1)前記各実施形態例においては、外部装置に接続さ
れた外部検知手段から出力される外部信号b又は少なく
とも外部信号bに基づいて生成された制御情報eに基づ
いてアクチュエータ5の制御信号cを生成したが、本発
明の要旨はこれに限定されるものではなく、前記検知信
号a及び/又は外部信号bに外部装置に接続されていな
い他の外部検知手段から出力される外部信号を加えてア
クチュエータ5の制御信号cを生成することもできる。
【0033】(2)前記第8実施形態例においては、第
1実施形態例に係る手動入力装置1Aの制御部8を省略
したが、第2実施形態例乃至第7実施形態例に係る手動
入力装置1B〜1Gの制御部8を省略することによって
も同様に実施できる。
【0034】(3)ノブ3の形状、筐体に対する操作軸
2の配列、検知手段4の種類、アクチュエータ5の種類
については、前記各実施形態例に例示した組み合わせに
限定されるものではなく、必要に応じて任意の組み合わ
せとすることができる。
【0035】〈手動入力装置の第1適用例〉以下、手動
入力装置の第1適用例として、第5実施形態例に係るス
ライド形の手動入力装置1Eを適用したオートマチック
車の変速制御装置を、図9に基づいて説明する。
【0036】この図から明らかなように、本例の変速制
御装置は、手動入力装置1Eの入出力部7に、外部装置
として、トランスミッション制御装置21と、当該装置
21によって制御されるソレノイドやリニアモータなど
のアクチュエータからなるフォーク駆動部22と、当該
駆動部22の駆動状態を検知するエンコーダやポテンシ
ョメータなどの外部装置検知手段23と、前記駆動部2
2によって操作される切替フォーク24と、当該切替フ
ォーク24によってギアのかみ合いが切り換えられるト
ランスミッション25と、トランスミッション25の出
力軸の回転数を検出する回転数センサ26とを接続する
ことによって構成される。本例の場合、手動入力装置1
Eのノブ3は、車室内に備えられ、トランスミッション
25を切り替えるためのシフトノブとして使用される。
【0037】トランスミッション制御装置21には、前
記手動入力装置1Eに備えられた入出力部7と接続され
る入出力部27と、前記外部装置検知手段23から出力
される外部信号b1並びに前記回転数センサ26から出
力される外部信号b2よりフォーク駆動部22の駆動信
号dを生成して出力する外部装置制御部28と、外部装
置制御部28より出力された駆動信号dをD/A変換す
るD/A変換器29と、D/A変換器29によりアナロ
グ信号に変換された駆動信号dを増幅してフォーク駆動
部22の駆動電力を得る電力増幅器30とから構成され
ている。なお、フォーク駆動部22としてステッピング
モータを用いる場合には、D/A変換器29は省略する
ことができる。
【0038】入出力部27には、手動入力装置1Eの入
出力部7に備えられた送信側インタフェース7aと接続
される受信側インタフェース27bと、手動入力装置1
Eの入出力部7に備えられた受信側インタフェース7b
と接続される送信側インタフェース27aとが備えられ
ている。外部装置制御部28は、CPU28aとメモリ
28bとから構成されており、メモリ28bには、前記
外部信号b1,b2を解析するためのデータ及びプログ
ラムと、フォーク駆動部22の駆動データ及び駆動プロ
グラムが記憶されている。CPU28aは、前記外部信
号b1,b2を取り込み、前記メモリ28bに記憶され
たデータ及びプログラムに基づいてこれら前記外部信号
b1,b2を解析し、前記メモリ28bに記憶されたデ
ータ及びプログラムに基づいてこれら前記外部信号b
1,b2に対応する駆動信号dを決定する。また、この
CPU28aは、前記外部信号b1,b2を、送信側イ
ンタフェース27b及び受信側インタフェース7bを介
して手動入力装置1Eの制御部8に送信する。
【0039】以下、前記のように構成された変速制御装
置の動作について説明する。
【0040】ノブ3が操作されると、その操作量及び操
作方向が検知手段4によって検知され、検知手段4から
は、ノブ3の操作量及び操作方向に応じた検知信号aが
出力される。この検知信号aは、送信側インタフェース
7a及び受信側インタフェース27aを介して外部装置
制御部28に送信される。一方、トランスミッション制
御装置21に備えられたCPU28aは、前記検知信号
a及び外部信号b1,b2を解析し、メモリ28bに記
憶されたデータ及びプログラムに基づいてこれらの各信
号a,b1,b2に対応する駆動信号dを決定し、D/
A変換器29に出力する。D/A変換器29は、駆動信
号dをアナログ信号に変換し、電力増幅器30に出力す
る。電力増幅器30は、D/A変換器29から出力され
たアナログ信号を増幅し、フォーク駆動部22に印加す
る。これによって、フォーク24が駆動され、ノブ3の
操作内容に応じてトランスミッション25のギアのかみ
合いが切り替えられる。外部装置制御部28は、前記外
部装置検知手段23から出力される外部信号b1と前記
回転数センサ26から出力される外部信号b2とを、送
信側インタフェース27b及び受信側インタフェース7
bを介して手動入力装置1Eの制御部8に送信する。制
御部8は、送信された外部信号b1,b2を解析し、メ
モリ8bに記憶されたデータ及びプログラムに基づいて
これらの各信号b1,b2に対応する制御信号cを決定
し、D/A変換器9に出力する。D/A変換器9は、制
御信号cをアナログ信号に変換し、電力増幅器10に出
力する。電力増幅器10は、D/A変換器9から出力さ
れたアナログ信号を増幅し、アクチュエータ5に印加す
る。これによって、ノブ3に外部信号b1,b2に応じ
た外力が負荷され、ノブ3に所要の操作フィーリングが
付与されるので、例えば、ノブ3が1のシフト位置から
他のシフト位置に切り替え操作されたとき、アクチュエ
ータ5から操作軸2に軽い抵抗感を付与することによっ
て、ノブ3の操作にクリック感を付与することができ
る。また、トランスミッション25の出力軸の回転数が
高い場合において、ノブ3が例えばDレンジからRレン
ジへの切替方向に操作された場合には、アクチュエータ
5から操作軸2に強い抵抗感を付与することによってノ
ブ3の操作を禁止し、ノブ3の誤操作を未然に防止する
ことができる。
【0041】本例の場合、制御部8を備えた手動入力装
置1Eを用い、かつ外部信号b1,b2を当該制御部8
に入力する構成としたので、外部装置制御部28を変更
する必要がなく、外部装置であるトランスミッション制
御装置21に対する手動入力装置の適用を容易に行うこ
とができる。
【0042】なお、第5実施形態例に係る手動入力装置
1Eを適用する構成に代えて、第6実施形態例に係る手
動入力装置1Fを適用した場合にも、前記と同様の効果
を得ることができる。
【0043】また、第5実施形態例又は第6実施形態例
に係るスライド形の手動入力装置1E,1Fを適用する
構成に代えて、第7実施形態例に係る2次元操作形の手
動入力装置1Gを適用することによって、マニュアル車
のシフトノブに所要の操作フィーリングを付与するよう
にすることもできる。
【0044】さらに、前記実施形態例においては、外部
信号b2として、回転数センサ26から出力されるトラ
ンスミッション25の出力軸の回転数をCPU28aに
入力したが、これと共に、或いはこれに代えて、車速や
エンジン回転数などの他の外部信号を入力することもで
きる。この場合、車速やエンジン回転数などの他の外部
信号は、外部装置制御部28に備えられたCPU28a
に接続することもできるし、手動入力装置1Eに備えら
れたCPU8aに接続することもできる。
【0045】〈手動入力装置の第2適用例〉以下、手動
入力装置の第2適用例を図10に基づいて説明する。本
適用例も、第5実施形態例に係るスライド形の手動入力
装置1Eをオートマチック車の変速制御装置に適用した
ものであるが、第1適用例とは異なり、外部装置制御部
28から外部信号b1,b2を制御部8に送信するので
はなく、生の検知信号a及び外部信号b1,b2又は外
部信号b1,b2を外部装置制御部28にてデータ構成
がより簡単な制御情報eに変換し、変換により生成され
た当該制御情報eを制御部8に送信することを特徴とす
る。
【0046】即ち、外部装置制御部28に備えられたメ
モリ28bには、CPU28aに取り込まれた検知信号
a及び外部信号b1,b2又は外部信号b1,b2をデ
ータ構成がより簡単な制御情報eに変換するための変換
プログラムが備えられており、CPU28aは、繰り返
し当該変換プログラムを起動して、取り込まれた検知信
号a及び外部信号b1,b2又は外部信号b1,b2を
制御情報eに変換し、送信側インタフェース27b及び
受信側インタフェース7bを介して手動入力装置1Eの
制御部8に送信する。なお、車速やエンジン回転数など
の他の外部信号を入力する場合、これらの外部信号は、
外部装置制御部28に備えられたCPU28aに接続さ
れる。
【0047】手動入力装置1EのCPU8aは、制御情
報eを解析し、メモリ8bに記憶されたデータ及びプロ
グラムに基づいて当該制御情報eに対応する制御信号c
を決定し、D/A変換器9に出力する。その他の構成及
び動作については、第1適用例と同じであるので、図1
0の対応部分に図9と同一の符号を付して説明を省略す
る。
【0048】本例の場合、外部装置制御部28に備えら
れたCPU28aにて、データ構成が生の検知信号a及
び外部信号b1,b2又は外部信号b1,b2よりも簡
単な制御情報eを生成し、当該制御情報eを手動入力装
置1Eに備えられた制御部8にて解析する構成にしたの
で、制御部8の負担が軽減され、アクチュエータ5の制
御速度を高めることができる。
【0049】〈手動入力装置の第3適用例〉以下、手動
入力装置の第3適用例を図11に基づいて説明する。本
適用例は、第8実施形態例に係る手動入力装置1Hをオ
ートマチック車の変速制御装置に適用したものであっ
て、外部装置制御部28から手動入力装置1Hにアクチ
ュエータ5の制御信号cを送信することを特徴とする。
【0050】即ち、外部装置制御部28に備えられたメ
モリ28bには、CPU28aに取り込まれた検知信号
a及び外部信号b1,b2又は外部信号b1,b2を解
析するためのデータ及びプログラムと、アクチュエータ
5の駆動データ及び駆動プログラムとが記憶されてお
り、CPU28aは、繰り返し当該駆動プログラムを起
動して、取り込まれた検知信号a及び外部信号b1,b
2又は外部信号b1,b2に対応するアクチュエータ5
の制御信号cを生成し、D/A変換器9に出力する。そ
の他の構成及び動作については、第1適用例と同じであ
るので、図11の対応部分に図9と同一の符号を付して
説明を省略する。
【0051】本例の場合、外部装置制御部28に備えら
れたCPU28aにて手動入力装置1Hに備えられたア
クチュエータ5を制御するので、手動入力装置1Hにつ
いては制御部を省略することができ、手動入力装置の小
型化及び低コスト化を図ることができる。
【0052】なお、本例においても、車速やエンジン回
転数などの他の外部信号は、外部装置制御部28に備え
られたCPU28aに接続される。
【0053】〈手動入力装置の第4適用例〉以下、図1
2及び図13に基づいて、第1実施形態例に係るロータ
リ形の手動入力装置1Aを適用したラジオについて説明
する。
【0054】この図から明らかなように、本例のラジオ
は、手動入力装置1Aの入出力部7に、外部装置とし
て、ラジオ制御装置31と、当該制御装置31によって
制御されるDCモータやステッピングモータなどのアク
チュエータからなるチューナ駆動部32と、当該駆動部
32の駆動状態を検知するエンコーダやポテンショメー
タなどの外部装置検知手段33と、前記チューナ駆動部
32によって操作されるチューナ34と、チューナ34
が局と同調したことを検知する同調検知手段35とを接
続することによって構成される。本例の場合、手動入力
装置1Aのノブ3は、車室内に備えられ、チューナ34
を操作するためのチューナ操作ノブとして使用される。
【0055】ラジオ制御装置31には、手動入力装置1
Aに備えられた入出力部7と接続される入出力部37
と、前記検知手段4から出力される検知信号a及び前記
外部装置検知手段33から出力される外部信号b3並び
に前記同調検知手段35から出力される外部信号b4よ
りチューナ駆動部32の駆動信号dを生成して出力する
外部装置制御部38と、外部装置制御部38より出力さ
れた駆動信号dをD/A変換するD/A変換器39と、
D/A変換器99によりアナログ信号に変換された駆動
信号dを増幅してチューナ駆動部32の駆動電力を得る
電力増幅器40とから構成されている。なお、チューナ
駆動部32としてステッピングモータを用いる場合に
は、D/A変換器39は省略することができる。
【0056】入出力部37には、手動入力装置1Aの入
出力部7に備えられた送信側インタフェース7aと接続
される受信側インタフェース37bと、手動入力装置1
Aの入出力部7に備えられた受信側インタフェース7b
と接続される送信側インタフェース37aとが備えられ
ている。外部装置制御部38は、CPU38aとメモリ
38bとから構成されており、メモリ38bには、前記
検知信号a及び前記外部信号b3,b4を解析するため
のデータ及びプログラムと、チューナ駆動部32の駆動
データ及び駆動プログラムが記憶されている。CPU3
8aは、検知信号a及び前記外部信号b3,b4を取り
込み、前記メモリ38bに記憶されたデータ及びプログ
ラムに基づいてこれら検知信号a及び前記外部信号b
3,b4を解析し、前記メモリ38bに記憶されたデー
タ及びプログラムに基づいてこれら検知信号a及び前記
外部信号b3,b4に対応する駆動信号dを決定する。
また、このCPU38aは、前記検知信号a及び外部信
号b3,b4を、送信側インタフェース37b及び受信
側インタフェース7bを介して手動入力装置1Aの制御
部8に送信する。
【0057】以下、前記のように構成されたラジオ制御
装置の動作について説明する。
【0058】ノブ3が操作されると、その操作量及び操
作方向が検知手段4によって検知され、検知手段4から
は、ノブ3の操作量及び操作方向に応じた検知信号aが
出力される。この検知信号aは、送信側インタフェース
7a及び受信側インタフェース37aを介して外部装置
制御部38に送信される。一方、ラジオ制御装置31に
備えられたCPU38aは、前記検知信号a及び外部信
号b3,b4を解析し、メモリ38bに記憶されたデー
タ及びプログラムに基づいてこれらの各信号a,b3,
b4に対応する駆動信号dを決定し、D/A変換器39
に出力する。D/A変換器39は、駆動信号dをアナロ
グ信号に変換し、電力増幅器40に出力する。電力増幅
器40は、D/A変換器39から出力されたアナログ信
号を増幅し、チューナ駆動部32に印加する。これによ
って、チューナ34が駆動され、所望の局の選局が行わ
れる。外部装置制御部38は、前記外部装置検知手段3
3から出力される外部信号b3と前記同調検知手段35
から出力される外部信号b4とを、送信側インタフェー
ス37b及び受信側インタフェース7bを介して手動入
力装置1Aの制御部8に送信する。制御部8は、送信さ
れた外部信号b3,b4を解析し、メモリ8bに記憶さ
れたデータ及びプログラムに基づいてこれらの各信号b
3,b4に対応する制御信号cを決定し、D/A変換器
9に出力する。D/A変換器9は、制御信号cをアナロ
グ信号に変換し、電力増幅器10に出力する。電力増幅
器10は、D/A変換器9から出力されたアナログ信号
を増幅し、アクチュエータ5に印加する。これによっ
て、ノブ3に外部信号b3,b4に応じた外力が負荷さ
れ、ノブ3に所要の操作フィーリングが付与されるの
で、図13に示すように、チューナ34が局に同調する
ごとにアクチュエータ5から操作軸2に軽い抵抗感を付
与することによって操作者に同期の有無を正確に伝達す
ることができる。軽い抵抗感を受けたときに同調した局
が所望の局でない場合には、ノブ3に抵抗感以上の力を
負荷することによって容易にノブ3を回転することがで
きるので、各局ごとにチューナが停止する自動スキャン
方式のチューナに比べて、所望の選局を迅速に行うこと
ができる。かように、本例のラジオ装置によれば、所望
の局に対するチューナ34の同調を容易かつ迅速に行う
ことができる。
【0059】なお、前記においては、第1実施形態例に
係る手動入力装置1Aを用いた場合を例にとって説明し
たが、第2乃至第4実施形態例に係るいずれかの手動入
力装置1B〜1Dを用いた場合にも、前記と同様の効果
を得ることができる。
【0060】〈車載機器制御装置の実施形態〉以下、本
発明に係る車載機器制御装置の一実施形態を、図14乃
至図16に基づいて説明する。図14は本実施形態例に
係る車載機器制御装置のダッシュボードへの取り付け状
態を示す要部斜視図、図15は本実施形態例に係る車載
機器制御装置が取り付けられた自動車の室内の状態を示
す要部平面図、図16は本実施形態例に係る車載機器制
御装置の機能ブロック図である。
【0061】図14から明らかなように、本実施形態例
に係る車載機器制御装置51は、筐体52が所要の大き
さの角形容器状に形成されており、当該筐体52の内部
には、前記第1乃至第8実施形態例に係る手動入力装置
1A〜1Hのいずれかが内蔵されていて、手動入力装置
1A〜1Hのいずれかに備えられたノブ3が筐体52の
上方に配設されている。また、前記筐体52の上面に
は、前記ノブ3の設定部を中心として円弧状に配列され
た6個の押釦スイッチ54a,54b,54c,54
d,54e,54fと、当該6個の押釦スイッチ群の配
列位置の外周部分にこれと同心円状に配列された3個の
押釦スイッチ55a,55b,55cと、ボリュームつ
まみ56とが配設されている。また、前記筐体22の前
面には、カードスロット57と、ディスクスロット58
とが開設されている。
【0062】この車載機器制御装置は、図15に示すよ
うに、自動車のダッシュボードAの運転席Bと助手席C
との間に取り付けられる。
【0063】円弧状に配列された6個の押釦スイッチ5
4a〜54fは、本例の車載機器制御装置51を用いて
操作しようとする車載電気機器、例えばラジオ、エアコ
ン、、テレビジョン、CDプレーヤ、カーナビゲーショ
ンシステム、ハンドルチルト装置、シート姿勢調整装
置、電話などを選択するための電気機器選択スイッチで
あって、各車載電気機器と個別に接続されている。どの
押釦スイッチとどの車載電気機器とを接続するかは任意
に設定することができるが、本例の車載機器制御装置5
1においては、図16に示すように、押釦スイッチ54
aがラジオ、押釦スイッチ54bがエアコン、押釦スイ
ッチ54cがテレビジョン、押釦スイッチ54dがCD
プレーヤ、押釦スイッチ54eがカーナビゲーションシ
ステム、押釦スイッチ54fがハンドルチルト装置にそ
れぞれ接続されており、所望の押釦スイッチのノブを押
圧操作することによって、当該押釦スイッチに接続され
た車載電気機器を選択できるようになっている。
【0064】前記6個の押釦スイッチの外周部分に配列
された3個の押釦スイッチ55a〜55cは、前記6個
の押釦スイッチ54a〜54fを操作することによって
選択された車載電気機器の機能を選択するための機能選
択スイッチであって、例えば押釦スイッチ54aによっ
てラジオが選択された場合、図16に示すように、3個
の押釦スイッチ55a〜55cは、それぞれチューナ選
択スイッチ、音量選択スイッチ、音質選択スイッチとし
て機能する。勿論、押釦スイッチ54a〜54fによっ
て選択された車載電気機器の種類に応じて、押釦スイッ
チ55a〜55cによって選択可能な機能の種類も変化
する。筐体52内に内蔵された手動入力装置1A(〜1
H)は、押釦スイッチ55a〜55cによって選択され
た機能の調整手段として使用され、例えば押釦スイッチ
55aによってラジオのチューナが選択された場合、ノ
ブ3を操作することによって、ラジオ局の同調を行うこ
とができる。ラジオ局の同調動作とその際に行われるノ
ブ3のフォースフィードバック制御については、前記
〈手動入力装置の第4適用例〉の欄に説明した通りであ
るので、説明を省略する。
【0065】かように、本例の車載機器制御装置は、複
数の車載電気機器を集中的に制御することができるの
で、各車載電気機器の機能調整を容易に行うことがで
き、自動車の安全運転性を高めることができる。また、
調整しようとする車載電気機器の状態に合わせてノブ3
の操作フィーリングを制御するようにしたので、ノブ3
の操作性を改善することができ、当該車載機器制御装置
を用いて実行しようとする電気機器の機能調整を容易か
つ確実に行うことができる。
【0066】
【発明の効果】本発明の手動入力装置は、ノブに外力を
負荷するアクチュエータを、少なくとも検知手段から出
力される検知信号及び外部検知手段から出力される外部
信号の双方に基づいて生成される制御信号により制御す
るので、外部装置の状態に応じたきめ細かいアクチュエ
ータの制御を行うことができて、外部装置の駆動状態と
ノブの操作状態との不一致を防止することができ、手動
入力装置の操作性及び信頼性を高めることができる。こ
の場合において、手動入力装置内に制御部を備え、かつ
全ての検知信号及び外部信号を当該制御部に入力する構
成とした場合には、外部装置を変更する必要がないこと
から、外部装置への手動入力装置の適用を容易化するこ
とができる。また、外部装置にて検知信号及び外部信号
に応じた制御情報を生成する場合には、制御部の負担を
軽減することができるので、アクチュエータの制御速度
を高めることができる。さらに、外部装置にて検知信号
及び外部信号に応じたアクチュエータの制御信号を生成
し、手動入力装置に備えられたアクチュエータを制御す
る場合には、手動入力装置の制御部を省略することがで
きるので、手動入力装置の小型化及び低コスト化を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態例に係る手動入力装置の構成図で
ある。
【図2】第2実施形態例に係る手動入力装置の構成図で
ある。
【図3】第3実施形態例に係る手動入力装置の構成図で
ある。
【図4】第4実施形態例に係る手動入力装置の構成図で
ある。
【図5】第5実施形態例に係る手動入力装置の構成図で
ある。
【図6】第6実施形態例に係る手動入力装置の構成図で
ある。
【図7】第7実施形態例に係る手動入力装置の構成図で
ある。
【図8】第8実施形態例に係る手動入力装置の構成図で
ある。
【図9】手動入力装置の第1適用例を示すブロック図で
ある。
【図10】手動入力装置の第2適用例を示すブロック図
である。
【図11】手動入力装置の第3適用例を示すブロック図
である。
【図12】手動入力装置の第4適用例を示すブロック図
である。
【図13】第4適用例に係る手動入力装置のノブに加え
られる操作フィーリングの一例を示す波形図である。
【図14】実施形態例に係る車載機器制御装置のダッシ
ュボードへの取り付け状態を示す要部斜視図である。
【図15】実施形態例に係る車載機器制御装置が取り付
けられた自動車の室内の状態を示す要部平面図である。
【図16】実施形態例に係る車載機器制御装置の機能ブ
ロック図である。
【図17】従来例に係る手動入力装置の構成図である。
【符号の説明】
1A〜1H 手動入力装置 2 操作軸 3 ノブ 4 検知手段 5 アクチュエータ 6 動力伝達部 7 入出力部 8 制御部 9 D/A変換器 10 電力増幅器 21 トランスミッション制御装置 22 フォーク駆動部 23 外部装置検知手段 24 切替フォーク 25 トランスミッション 26 回転数センサ 31 ラジオ制御装置 32 チューナ駆動部 33 外部装置検知手段 34 チューナ 35 同調検知手段 a 検知信号 b(b1,b2,b3,b4) 外部信号 c 制御信号 d 駆動信号 51 車載用入力装置 52 筐体 54a〜54f 押釦スイッチ 55a〜55c 押釦スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清野 健一 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 Fターム(参考) 5B020 AA15 BB10 DD05 GG01 HH11 KK03 5B087 AA09 AB12 AE00 BC13 BC16 BC19 BC26 BC34 DD03 DD10 DG01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノブと、当該ノブに外力を負荷するアク
    チュエータと、当該アクチュエータの制御部と、前記ノ
    ブの操作状態を検知する検知手段と、前記ノブにより操
    作される外部装置との間で信号の送受信を行う入出力部
    とを備え、前記制御部に、少なくとも前記外部装置に接
    続された外部検知手段から出力される外部信号を入力し
    て前記外部信号に対応する前記アクチュエータの制御信
    号を生成し、当該制御信号により前記アクチュエータを
    制御することを特徴とする手動入力装置。
  2. 【請求項2】 ノブと、当該ノブに外力を負荷するアク
    チュエータと、当該アクチュエータの制御部と、前記ノ
    ブの操作状態を検知する検知手段と、前記ノブにより操
    作される外部装置との間で信号の送受信を行う入出力部
    とを備え、前記外部装置に少なくとも前記検知手段から
    出力される検知信号及び前記外部装置に接続された外部
    検知手段から出力される外部信号の双方を入力して前記
    検知信号及び外部信号に対応する前記アクチュエータの
    制御情報を生成し、当該制御情報を前記入出力部を介し
    て前記制御部に取り込み、前記制御部にて前記制御情報
    に対応する前記アクチュエータの制御信号を生成し、当
    該制御信号により前記アクチュエータを制御することを
    特徴とする手動入力装置。
  3. 【請求項3】 ノブと、当該ノブに外力を負荷するアク
    チュエータと、前記ノブの操作状態を検知する検知手段
    と、前記ノブにより操作される外部装置との間で信号の
    送受信を行う入出力部とを備え、前記外部装置に、少な
    くとも前記検知手段から出力される検知信号及び前記外
    部装置に接続された外部検知手段から出力される外部信
    号の双方を入力して前記検知信号及び外部信号に対応す
    る前記アクチュエータの制御信号を生成し、当該制御信
    号により前記アクチュエータを制御することを特徴とす
    る手動入力装置。
JP2000390807A 2000-12-22 2000-12-22 手動入力装置 Withdrawn JP2002189557A (ja)

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