JP2002196883A - 手動入力装置及びこれを用いた車載機器制御装置 - Google Patents

手動入力装置及びこれを用いた車載機器制御装置

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JP2002196883A JP2000391250A JP2000391250A JP2002196883A JP 2002196883 A JP2002196883 A JP 2002196883A JP 2000391250 A JP2000391250 A JP 2000391250A JP 2000391250 A JP2000391250 A JP 2000391250A JP 2002196883 A JP2002196883 A JP 2002196883A
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knob
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幹夫 小野寺
Hidetaka Numata
秀隆 沼田
Kenichi Kiyono
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    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型かつ低コストにして操作性及び多機能性
に優れた手動入力装置を提供すること、この手動入力装
置を備えた車載機器制御装置を提供すること。 【解決手段】 手動入力装置1Aについては、筐体1
と、筐体1の上面に同心に配置されたジョイスティック
形ノブ2及びロータリノブ3と、これらの各ノブ2,3
に外力を負荷する1個のフォースフィードバック用アク
チュエータ4と、当該アクチュエータ4を制御する制御
部5と、前記アクチュエータ4の駆動力を前記各ノブ
2,3に個別に伝達する第1及び第2の動力伝達機構
6,7と、前記各ノブ2,3の操作状態をそれぞれ個別
に検知する第1及び第2の検知手段8,9と、前記ジョ
イスティック形ノブ2に設定された信号確定用の押釦ス
イッチ10とを備えるという構成にする。車載機器制御
装置51については、筐体52の内部に手動入力装置1
Aを内蔵し、筐体52の上面に、手動入力装置1Aに備
えられたジョイスティック形ノブ2、ロータリノブ3及
びクラッチ切替用スイッチ19と、機器選択用の押釦ス
イッチ54a〜54fを備えるという構成にする。

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とこれを用いた車載機器
制御装置とに係り、特に、入力手段の多機能化及び集約
化技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、入力手段としてのノブの操作
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12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、ロ
ータリノブ101と、当該ロータリノブ1の回転量及び
回転方向を検知する検知手段102と、ロータリノブ1
01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によ
り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104
b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bをメモリ104b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、ロータリノブ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、ロータリノブ101の操
作フィーリングが良好で、ロータリノブ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とし
て適用される。
【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、ロータリノブ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、ロータリノブ101
に適度な推力を付与してロータリノブ101の操作を軽
快にするのに利用される。また、検知信号aがトランス
ミッションの切替信号として利用され、シフトレバーの
レンジ切替に応じてトランスミッションのギアのかみ合
いが切り替えられる。
【0007】なお、前記においては、ロータリノブ10
1を備えた手動入力装置を例にとって説明したが、ロー
タリノブ101に代えて、2次元方向に揺動可能なジョ
イスティック形のノブを備えた手動入力装置や、一定の
面内で旋回するレバー形のノブを備えた手動入力装置も
従来より知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来におい
ては、複数個のノブを備え、これら複数個のノブのそれ
ぞれがフォースフィードバック制御される手動入力装置
については提案されておらず、手動入力装置の多機能化
及び集約化に改善の余地があった。
【0009】例えば、図12に例示した手動入力装置を
車載機器の機能調整装置として適用する場合、車載機器
は数量が多く、かつ、調整すべき機能も多岐にわたるの
で、1つの回転ノブ101で全ての車載機器の機能調整
を行うようにすると、却って操作性が悪くなり、誤操作
を生じやすくなる。しかしながら、操作性を改善するた
めに、複数の手動入力装置を車載機器制御装置に並列に
配置すると、手動入力装置の設定スペースが大きくなっ
て車載機器制御装置が大型化したり、車載機器制御装置
が高コスト化になるという別の不都合が生じる。
【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、小型かつ低コストにして操作性及び多機能性に優れ
た手動入力装置を提供すること、及びこの種の手動入力
装置を備え、小型かつ低コストにして操作性及び多機能
性に優れた車載機器制御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、手動入力装置に関して、第1に、同心に
配置された複数個のノブと、これら複数個のノブに外力
を負荷する1個のフォースフィードバック用アクチュエ
ータと、前記複数個のノブのそれぞれに前記フォースフ
ィードバック用アクチュエータから出力される駆動力を
個別に伝達する複数組の動力伝達機構と、前記複数個の
ノブの操作状態をそれぞれ個別に検知する複数個の検知
手段とを備えるという構成にした。
【0012】かように、手動入力装置に複数個のノブを
備えると、調整しようとする機器又は機能に応じてこれ
ら複数個のノブを使い分けることができるので、手動入
力装置の操作性を改善できると共に、手動入力装置の多
機能化を図ることができる。また、これら複数個のノブ
を同心に配置すると、ノブの設定スペースを集約化する
ことができるので、手動入力装置の小型化を図ることが
できる。さらに、1つのフォースフィードバック用アク
チュエータから所要の動力伝達機構を介して各ノブにフ
ォースフィードバック用の外力を選択的に負荷する構成
にすると、各ノブごとにフォースフィードバック用アク
チュエータを備える場合に比べて、手動入力装置の構成
の集約化を図ることができるので、手動入力装置の小型
化、低コスト化及び省電力化を図ることができる。
【0013】本発明は、手動入力装置に関して、第2
に、前記第1の課題解決手段における複数個のノブとし
て、ジョイスティック形のノブとロータリノブとを同心
に備えるという構成にした。
【0014】かように、操作方法が異なる2種類のノブ
を手動入力装置に備えると、一方のノブを他方のノブと
混同することがないので、ノブの誤操作が防止され、手
動入力装置の操作性を改善することができる。また、ジ
ョイスティック形のノブを備えると、1つのノブで多種
類の機能調整を行うことができるので、少ないノブ数で
手動入力装置の多機能化を図ることができる。
【0015】本発明は、手動入力装置に関して、第3
に、前記第1の課題解決手段における動力伝達機構に、
クラッチと、クラッチ切替用スイッチと、当該スイッチ
によって操作されるクラッチ切替用アクチュエータとを
備えるという構成にした。
【0016】かように、動力伝達機構にクラッチとクラ
ッチ切替用スイッチと当該スイッチによって操作される
クラッチ切替用アクチュエータとを備えると、クラッチ
切替用スイッチを操作するだけで、フォースフィードバ
ック用アクチュエータから各ノブへの動力伝達経路を切
り替えることができるので、手動入力装置の操作性を良
好なものにすることができる。
【0017】本発明は、手動入力装置に関して、第4
に、前記フォースフィードバック用アクチュエータの制
御部を、手動入力装置を構成する筐体内に一体に備える
という構成にした。
【0018】かように、フォースフィードバック用アク
チュエータの制御部を手動入力装置を構成する筐体内に
一体に備えると、外部装置を変更する必要がないので、
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。
【0019】本発明は、手動入力装置に関して、第5
に、前記フォースフィードバック用アクチュエータの制
御部を、外部装置に備えるという構成にした。
【0020】かように、フォースフィードバック用アク
チュエータの制御部を外部装置に備えると、手動入力装
置については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。
【0021】一方、本発明は、車載機器制御装置に関し
て、機能調整を行おうとする電気機器を選択するための
電気機器選択スイッチと、当該選択スイッチによって選
択された電気機器が有する各種の機能を調整する手動入
力装置とを有し、前記手動入力装置として、同心に配置
された複数個のノブと、これら複数個のノブに外力を負
荷する1個のフォースフィードバック用アクチュエータ
と、前記複数個のノブのそれぞれに前記フォースフィー
ドバック用アクチュエータから出力される駆動力を個別
に伝達する複数組の動力伝達機構と、前記複数個のノブ
の操作状態をそれぞれ個別に検知する複数個の検知手段
とを有するものを備えるという構成にした。
【0022】かように、車載機器制御装置に、機能調整
を行おうとする電気機器を選択するための電気機器選択
スイッチと、当該選択スイッチによって選択された電気
機器が有する各種の機能より機能調整を行おうとする機
能を選択する機能選択スイッチと、当該機能選択スイッ
チによって選択された機能を調整する手動入力装置とを
備えると、1つの車載機器制御装置で多数の電気機器の
機能調整を集中的に行うことができるので、車載された
各種電気機器の機能調整が容易になり、自動車の安全運
転性能を向上することができる。また、車載機器制御装
置に備えられる手動入力装置として、複数個のノブを備
えたものを用いると、調整しようとする機器又は機能に
応じてこれら複数個のノブを使い分けることができるの
で、車載機器制御装置の操作性を改善できると共に、車
載機器制御装置の多機能化を図ることができる。また、
これら複数個のノブが同心に配置されたものを用いる
と、ノブの設定スペースを集約化することができるの
で、車載機器制御装置の小型化を図ることができる。さ
らに、1つのフォースフィードバック用アクチュエータ
から所要の動力伝達機構を介して各ノブにフォースフィ
ードバック用の外力を選択的に負荷するものを用いる
と、各ノブごとにフォースフィードバック用アクチュエ
ータを備える場合に比べて車載機器制御装置の構成の集
約化を図ることができ、車載機器制御装置の小型化、低
コスト化及び省電力化を図ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る手動入力装置
の一例を図1乃至図5に基づいて説明する。図1はジョ
イスティック形ノブの操作時における各部の状態を示す
一部断面図、図2はロータリノブの操作時における各部
の状態を示す要部断面図、図3は図1のA透視図、図4
は図1のB−B断面図、図5はスティックコントローラ
の構成を示す透視図である。
【0024】図1及び図2に示すように、本例の手動入
力装置1Aは、筐体1と、筐体1の上面に同心に配置さ
れたジョイスティック形ノブ2及びロータリノブ3と、
これらの各ノブ2,3に外力を負荷する1個のフォース
フィードバック用アクチュエータ4と、当該フォースフ
ィードバック用アクチュエータ4を制御する制御部5
と、前記フォースフィードバック用アクチュエータ4の
駆動力を前記各ノブ2,3に個別に伝達する第1及び第
2の動力伝達機構6,7と、前記各ノブ2,3の操作状
態をそれぞれ個別に検知する第1及び第2の検知手段
8,9と、前記ジョイスティック形ノブ2に設定された
信号確定用の押釦スイッチ10とからなる。
【0025】ジョイスティック形ノブ2は、把持部2a
と、球状部2bと、連結部2cと、軸受部2dとから構
成されており、球状部2bを筐体1の上面に設置された
球軸受1aに取り付け、把持部2aを筐体1の外部に、
連結部2c及び軸受部2dを筐体1の内部に配置するこ
とによって、筐体1に揺動自在に取り付けられる。把持
部2aの一部には、押釦スイッチ10が設置されてお
り、把持部2aを操作した後の所要のタイミングで当該
押釦スイッチ10を操作することにより、第1検知手段
8から出力されるジョイスティック形ノブ2の操作信号
を確定するためのスイッチ信号を制御部5に入力できる
ようになっている。連結部2cには、リンク11を介し
て、第1検知手段8の操作レバー8aが連結されてい
る。第1検知手段8としては、スティックコントローラ
を用いることができる。
【0026】スティックコントローラ(第1検知手段
8)は、図5に示すように、筐体12に揺動自在に保持
された操作レバー8aと、当該操作レバー8aの揺動運
動を互いに直角の方向に配置された2つの回転体13,
14の回転運動に変換する変換部15と、前記2つの回
転体13,14の回転量及び回転方向を電気信号に変換
する2つのロータリ形のエンコーダ又は可変抵抗器1
5,16とからなり、エンコーダ又は可変抵抗器15,
16からはジョイスティック形ノブ2の把持部2aの揺
動量及び揺動方向に応じた第1検知信号a1が出力され
る。
【0027】ロータリノブ3は、円椀状に形成されてお
り、その内面の周方向に、内歯歯車3aが形成されてい
る。内歯歯車3aには、第2検知手段9の駆動軸9aに
固着されたピニオン17がかみ合わされている。第2検
知手段9としては、ロータリノブ3の回転量及び回転方
向を電気信号に変換するロータリ形のエンコーダ又は可
変抵抗器を用いることができ、当該第2検知手段9から
はロータリノブ3の回転量及び回転方向に応じた第2検
知信号a2が出力される。
【0028】フォースフィードバック用アクチュエータ
4としては、例えばDCモータやステッピングモータ等
の回転モータが備えられる。当該フォースフィードバッ
ク用アクチュエータ4の駆動軸4aには、スプライン又
はセレーション(図示省略)が形成されており、中心部
にこれとかみ合い可能なスプライン孔又はセレーション
孔(図示省略)が形成された第1クラッチ板18が取り
付けられる。したがって、第1クラッチ板18は、駆動
軸4aの軸方向に摺動可能で、かつ前記駆動軸4aと一
体に回転する。この第1クラッチ板18は、クラッチ切
替用スイッチ19によってオンオフ操作されるクラッチ
切替用アクチュエータ20により、フォーク30を介し
て駆動軸4aの軸方向に前進又は後退される。なお、ク
ラッチ切替用アクチュエータ20としては、ボイスコイ
ルモータなどのリニアモータやソレノイドを用いること
ができる。
【0029】フォースフィードバック用アクチュエータ
4の駆動力をジョイスティック形ノブ2に伝達する第1
動力伝達機構6は、前記第1クラッチ板18と、当該第
1クラッチ板18を前進させたときに当該第1クラッチ
板18と結合される第2クラッチ板21と、当該第2ク
ラッチ板21が固着された旋回アーム22と、当該旋回
アーム22の先端部に形成された球軸受22a及び前記
ジョイスティック形ノブ2の下端部に形成された軸受部
2dにそれぞれ揺動自在に両端部が保持される連結ロッ
ド23とから構成される。旋回アーム22の中心軸22
bは、図1及び図4に示すように、フォースフィードバ
ック用アクチュエータ4の駆動軸4aと同軸に配置さ
れ、筐体1より起立されたブラケット24に設定され
る。
【0030】一方、フォースフィードバック用アクチュ
エータ4の駆動力をロータリノブ3に伝達する第2動力
伝達機構7は、前記第1クラッチ板18と、前記第2検
知手段9に取り付けられ、前記第1クラッチ板18を後
退させたときに当該第1クラッチ板18と結合される第
3クラッチ板25とから構成される。
【0031】制御部5は、CPU5aとメモリ5bとか
ら構成されており、メモリ5bには、前記検知信号a
1,a2を解析するためのデータ及びプログラムと、フ
ォースフィードバック用アクチュエータ4の駆動データ
及び駆動プログラムが記憶されている。CPU5aは、
前記検知信号a1,a2を取り込み、前記メモリ5bに
記憶されたデータ及びプログラムに基づいて前記検知信
号a1,a2を解析し、前記メモリ5bに記憶されたデ
ータ及びプログラムに基づいて前記検知信号a1,a2
に対応する制御信号cを決定し、フォースフィードバッ
ク用アクチュエータ4に出力する。また、この制御部5
は、ジョイスティック形ノブ2及びロータリノブ3によ
って機能調整を行おうとする電気機器(図示省略)と接
続されており、検知信号a1,a2に応じた電気機器の
制御信号dを出力して、所要の電気機器の機能を調整す
る。この制御部5は、筐体1内に備えることもできる
し、外部装置に備えられた制御装置を利用することもで
きる。
【0032】フォースフィードバック用アクチュエータ
4の制御信号cは、ノブ2,3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。信号の種類が「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、信号の種類が「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、信号の種類が「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。
【0033】以下、前記のように構成された第1実施形
態例に係る手動入力装置1Aの動作について説明する。
【0034】クラッチ切替用スイッチ19をオン状態に
切り替えると、クラッチ切替用アクチュエータ20が起
動されて、第1クラッチ板18が前進し、当該第1クラ
ッチ板18と第3クラッチ板25との係合が解除される
と共に、第1クラッチ板18と第2クラッチ板21とが
結合される。これによって、フォースフィードバック用
アクチュエータ4の駆動軸4aが第1動力伝達機構6、
即ち、第1クラッチ板18、第2クラッチ板21、旋回
アーム22及び連結ロッド23を介してジョイスティッ
ク形ノブ2とのみ連結されるので、フォースフィードバ
ック用アクチュエータ4の駆動力をジョイスティック形
ノブ2のみに選択的に伝達できる状態になる。ジョイス
ティック形ノブ2と旋回アーム22とは連結ロッド23
を介して連結され、旋回アーム22はフォースフィード
バック用アクチュエータ4の駆動軸4aと同軸に配置さ
れた中心軸22aに旋回自在に取り付けられ、さらに、
旋回アーム22はブラケット24に保持されているの
で、ジョイスティック形ノブ2を揺動すると、その揺動
方向に応じて、図1に示すように、連結ロッド23が単
独で傾動するか、或いは図3及び図4に示すように、旋
回アーム22が中心軸22aの回りに旋回されると共に
連結ロッド23が傾動し、常にジョイスティック形ノブ
2とフォースフィードバック用アクチュエータ4の駆動
軸4aとの連結状態が維持される。よって、クラッチ切
替用スイッチ19をオン状態に切り替えた場合には、ジ
ョイスティック形ノブ2の揺動状態に関わりなく、常に
フォースフィードバック用アクチュエータ4の駆動力を
ジョイスティック形ノブ2に伝達することができる。
【0035】また、ジョイスティック形ノブ2を揺動す
ると、その運動がリンク11を介して第1検知手段8の
操作レバー8aに伝達されるので、スティックコントロ
ーラ(第1検知手段8)に備えられたエンコーダ又は可
変抵抗器15,16からジョイスティック形ノブ2の揺
動量及び揺動方向に応じた第1検知信号a1が出力され
る。この第1検知信号a1は、CPU5aに取り込ま
れ、メモリ5bに記憶されたデータ及びプログラムにし
たがってフォースフィードバック用アクチュエータ4の
制御信号cに変換される。フォースフィードバック用ア
クチュエータ4は、この制御信号cによって駆動され、
ジョイスティック形ノブ2の揺動量及び/又は揺動方向
に応じた特有の外力をジョイスティック形ノブ2に負荷
する。また、CPU5aは、第1検知信号a1に応じ
て、機能を調整しようとする電気機器の選択や選択され
た電気機器の機能調整を行う。
【0036】図6は、ジョイスティック形ノブ2を車載
されたエアコンの機能選択と機能調整とに適用した場合
の動作説明図であって、図6(a)に示すように、ジョ
イスティック形ノブ2をセンター位置から前傾、後傾、
左傾又は右傾することによって、それぞれフロントデフ
ロスタ、リアデフォッガ、温度調整又は風量調整を選択
できるようになっている。ジョイスティック形ノブ2の
傾斜量及び傾斜方向により、スティックコントローラ
(第1検知手段)8から出力される第1検知信号a1は
変化する。CPU5aは、この第1検知信号a1を取り
込み、当該第1検知信号a1に応じた制御信号cを出力
してフォースフィードバック用アクチュエータ4を駆動
し、ジョイスティック形ノブ2に所要モードの外力を負
荷する。図6(a)に表示された4つのグラフは、ジョ
イスティック形ノブ2の傾斜量S1と当該ジョイスティ
ック形ノブ2に作用する外力Fとの関係を例示するグラ
フであって、これらの各グラフから明らかなように、ジ
ョイスティック形ノブ2の傾斜方向に応じて異なる形の
外力Fがジョイスティック形ノブ2に負荷される。これ
によって、操作者は、意図した方向にジョイスティック
形ノブ2を操作したことをブラインドタッチで知得する
ことができる。なお、これに加えて、ジョイスティック
形ノブ2が不適切な方向に操作されるのを防止するた
め、ジョイスティック形ノブ2を常に適切な方向、即
ち、図6の例でいえば、センター位置から前傾、後傾、
左傾又は右傾するにのみ案内する外力をフォースフィー
ドバック用アクチュエータ4からジョイスティック形ノ
ブ2に負荷することもできる。
【0037】フロントデフロスタ、リアデフォッガ、温
度調整又は風量調整の選択は、押釦スイッチ10を操作
することによって確定され、CPU5aは選択された電
気機器に接続される。そして、例えばジョイスティック
形ノブ2を左傾してエアコンの温度調整が選択された場
合、今度はジョイスティック形ノブ2がエアコンの温度
調整手段に切り替えられ、図6(b)に示すように、ジ
ョイスティック形ノブ2をセンター位置から前傾するこ
とによって温度上昇、後傾することによって温度下降を
行うことができる。この場合にも、CPU5aは、ステ
ィックコントローラ8より出力される第1検知信号a1
を取り込み、当該第1検知信号a1に応じた制御信号c
を出力する。そして、当該制御信号cによってフォース
フィードバック用アクチュエータ4を駆動し、ジョイス
ティック形ノブ2に図6(b)の各グラフに例示された
所要の外力を負荷する。エアコンの機能を選択する際の
外力のモードとエアコンの機能調整を行う際の外力のモ
ードとは、同一方向へのジョイスティック形ノブ2の操
作に関して、同一にすることもできるし、異ならせるこ
ともできる。図6には、異なる場合が表示されている。
なお、エアコンの機能選択をジョイスティック形ノブ2
で行い、エアコンの機能調整についてはロータリノブ3
で行うこともできる。ロータリノブ3の動作について
は、以下に説明する。
【0038】クラッチ切替用スイッチ19をオフ状態に
切り替えると、クラッチ切替用アクチュエータ20が停
止されて、当該クラッチ切替用アクチュエータ20内に
備えられた弾性部材(図示省略)の弾性力によって第1
クラッチ板18が後退し、当該第1クラッチ板18と第
2クラッチ板21との係合が解除されると共に、第1ク
ラッチ板18と第3クラッチ板25とが結合される。こ
れによって、フォースフィードバック用アクチュエータ
4の駆動軸4aが第2動力伝達機構7、即ち、第1クラ
ッチ板18、第3クラッチ板25、第2検知手段9、ピ
ニオン17及び内歯歯車3aを介してロータリノブ3と
のみ連結されるので、フォースフィードバック用アクチ
ュエータ4の駆動力をロータリノブ3のみに選択的に伝
達できる状態になる。第3クラッチ板25は第2検知手
段9に固着され、第2検知手段9は筐体1に固着されて
いるので、ロータリノブ3を回転しても、常にロータリ
ノブ3とフォースフィードバック用アクチュエータ4の
駆動軸4aとの連結状態が維持される。よって、クラッ
チ切替用スイッチ19をオフ状態に切り替えた場合に
は、ロータリノブ3の回転状態に関わりなく、常にフォ
ースフィードバック用アクチュエータ4の駆動力をロー
タリノブ3に伝達することができる。
【0039】また、ロータリノブ3を回転すると、その
運動が内歯歯車3a及びピニオン17を介して第2検知
手段9の駆動軸9aに伝達されるので、当該第2検知手
段9からロータリノブ3の回転量及び回転方向に応じた
第2検知信号a2が出力される。この第2検知信号a2
は、CPU5aに取り込まれ、メモリ5bに記憶された
データ及びプログラムにしたがってフォースフィードバ
ック用アクチュエータ4の制御信号cに変換される。フ
ォースフィードバック用アクチュエータ4は、この制御
信号cによって駆動され、ジョイスティック形ノブ2の
揺動量及び/又は揺動方向に応じた特有の外力をジョイ
スティック形ノブ2に負荷する。また、CPU5aは、
第2検知信号a2に応じて、機能を調整しようとする電
気機器の選択や選択された電気機器の機能調整を行う。
【0040】図7は、ロータリノブ3を車載されたエア
コンの機能調整に適用した場合の動作説明図であって、
ロータリノブ3をセンター位置から左転又は右転するこ
とによって、エアコン温度の下降又は上昇、若しくはエ
アコン風量の下降又は上昇を行えるようになっている。
図7に表示された4つのグラフは、ロータリノブ3の回
転量S2と当該ロータリノブ3に作用する外力Fとの関
係を例示するグラフであって、これらの各グラフから明
らかなように、ロータリノブ3の回転方向に応じて異な
る形の外力Fがロータリノブ3に負荷される。この場
合、CPU5aは、ロータリノブ3の回転量及び回転方
向によって異なる第2検知信号a2に応じた制御信号c
を出力してフォースフィードバック用アクチュエータ4
を駆動し、ロータリノブ3に所要モードの外力を負荷す
る。これによって、操作者は、ロータリノブ3によって
意図した電気機器の制御を行ったことをブラインドタッ
チで知得することができる。エアコンの温度調整を行う
際の外力のモードとエアコンの風量調整を行う際の外力
のモードとは、同一方向へのロータリノブ3の操作に関
して、同一にすることもできるし、異ならせることもで
きる。図7には、異なる場合が表示されている。
【0041】なお、前記実施形態例においては、エアコ
ンの機能調整を例にとって説明したが、本発明に係る手
動入力装置の用途がこれに限定されるものではなく、例
えばラジオ、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、音声認識、ギアシフト装置など、車載さ
れた各種電気機器の制御に適用することができる。
【0042】また、前記実施形態例においては、筐体1
にクラッチ切替用スイッチ19を設定したが、かかる構
成に代えて、図8に示すように、ジョイスティック形ノ
ブ2にクラッチ切替用スイッチ19を設定することもで
きる。この場合、クラッチ切替用スイッチ19として
は、押釦スイッチのほか、操作者がジョイスティック形
ノブ2を把持したこと、或いは把持しようとしたことを
検知して自動的にクラッチ切替用アクチュエータ20を
駆動し、第1クラッチ板18を前進又は後退させるタッ
チセンサ又は赤外線センサを用いることができる。
【0043】次に、本発明に係る車載機器制御装置の一
例を、図9乃至図11に基づいて説明する。図9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10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11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。
【0044】図9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、前記実施形態例に係る手動入力装置1Aが内蔵され
ていて、手動入力装置1Aに備えられたジョイスティッ
ク形ノブ2及びロータリノブ3並びにクラッチ切替用ス
イッチ19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,5
4b,54c,54d,54e,54fが配設され、当
該筐体52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。なお、図中の符号
Dは、表示装置を示す。
【0045】この車載機器制御装置は、図10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。
【0046】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、例えばエアコン、ラジ
オ、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、ギアシフト装置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51においては、図11に示すように、押釦
スイッチ54aがエアコン、押釦スイッチ54bがラジ
オ、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。
【0047】筐体52内に内蔵された手動入力装置1A
は、押釦スイッチ54a〜54fによって選択された車
載電気機器の機能調整手段として使用され、例えば押釦
スイッチ55aによってエアコンが選択された場合、ジ
ョイスティック形ノブ2を操作することによってフロン
トデフロスタ、リアデフォッガ、温度調整又は風量調整
などの機能選択を行うことができると共に、ジョイステ
ィック形ノブ2又はロータリノブ3を操作することによ
って、エアコンの温度調整又は風量調整を行うことがで
きる。ジョイスティック形ノブ2及びロータリノブ3を
用いたエアコンの機能選択方法、温度調整方法及び風量
調整方法、それにその際に行われるジョイスティック形
ノブ2及びロータリノブ3のフォースフィードバック制
御については、手動入力装置の実施形態の欄に説明した
通りであるので、説明を省略する。
【0048】なお、本例においては、押釦スイッチ54
a〜54fによって車載電気機器の選択を行い、ジョイ
スティック形ノブ2によって車載電気機器の機能選択を
行い、ジョイスティック形ノブ2又はロータリノブ3に
よって車載電気機器の機能調整を行ったが、かかる構成
に代えて、車載機器制御装置51を構成する筐体52の
一部に車載電気機器の機能選択スイッチを備え、ジョイ
スティック形ノブ2及びロータリノブ3を機器の機能調
整にのみ利用する構成とすることもできる。
【0049】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、
手動入力装置として、複数個のノブを備えたものを用い
たので、調整しようとする電気機器又は機能に応じてこ
れら複数個のノブを使い分けることができ、車載機器制
御装置の操作性を改善できると共に、車載機器制御装置
の多機能化を図ることができる。
【0050】
【発明の効果】本発明の手動入力装置は、複数個のノブ
を備えたので、調整しようとする機器又は機能に応じて
これら複数個のノブを使い分けることができ、手動入力
装置の操作性を改善できると共に、手動入力装置の多機
能化を図ることができる。また、これら複数個のノブを
同心に配置したので、ノブの設定スペースを集約化する
ことができ、手動入力装置の小型化を図ることができ
る。さらに、1つのフォースフィードバック用アクチュ
エータから所要の動力伝達機構を介して各ノブにフォー
スフィードバック用の外力を選択的に負荷する構成とし
たので、各ノブごとにフォースフィードバック用アクチ
ュエータを備える場合に比べて、手動入力装置の構成の
集約化を図ることができ、手動入力装置の小型化、低コ
スト化及び省電力化を図ることができる。
【0051】また、本発明の車載機器制御装置は、機能
調整を行おうとする電気機器を選択するための電気機器
選択スイッチと、当該選択スイッチによって選択された
電気機器が有する各種の機能を調整する手動入力装置と
を備えたので、1つの車載機器制御装置で多数の電気機
器の機能調整を集中的に行うことができ、車載された各
種電気機器の機能調整の容易化並びに自動車の安全運転
性能を向上することができる。また、車載機器制御装置
に備えられる手動入力装置として、複数個のノブを備え
たものを用いたので、調整しようとする電気機器又は機
能に応じてこれら複数個のノブを使い分けることがで
き、車載機器制御装置の操作性を改善できると共に、車
載機器制御装置の多機能化を図ることができる。また、
これら複数個のノブが同心に配置されたものを用いたの
で、ノブの設定スペースを集約化することができ、車載
機器制御装置の小型化を図ることができる。さらに、1
つのフォースフィードバック用アクチュエータから所要
の動力伝達機構を介して各ノブにフォースフィードバッ
ク用の外力を選択的に負荷するものを用いたので、各ノ
ブごとにフォースフィードバック用アクチュエータを備
える場合に比べて車載機器制御装置の構成の集約化を図
ることができ、車載機器制御装置の小型化、低コスト化
及び省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例に係る手動入力装置のジョイスティ
ック形ノブの操作時における各部の状態を示す一部断面
図である。
【図2】実施形態例に係る手動入力装置のロータリノブ
の操作時における各部の状態を示す一部断面図である。
【図3】図1のA透視図である。
【図4】図1のB−B断面図である。
【図5】実施形態例に係る手動入力装置に備えられるス
ティックコントローラの構成を示す透視図である。
【図6】ジョイスティック形ノブを車載されたエアコン
の機能選択と機能調整とに適用した場合の動作説明図で
ある。
【図7】ロータリノブを車載されたエアコンの機能調整
に適用した場合の動作説明図である。
【図8】実施形態例に係る手動入力装置の他の例を示す
一部断面図である。
【図9】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10】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11】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12】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 手動入力装置 2 ジョイスティック形ノブ 3 ロータリノブ 4 フォースフィードバック用アクチュエータ 5 制御部 6 第1動力伝達機構 7 第2動力伝達機構 8 第1検知手段(スティックコントローラ) 9 第2検知手段 10 押釦スイッチ 19 クラッチ切替用スイッチ 51 車載機器制御装置 54a〜54f
───────────────────────────────────────────────────── 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 CC06 DD02 DD05 DD51 FF16 GG01 KK03 5B087 AA09 AB12 AE00 BC02 BC13 BC16 BC19 BC26 BC34 DD03 DD10 DG01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同心に配置された複数個のノブと、これ
    ら複数個のノブに外力を負荷する1個のフォースフィー
    ドバック用アクチュエータと、前記複数個のノブのそれ
    ぞれに前記フォースフィードバック用アクチュエータか
    ら出力される駆動力を個別に伝達する複数組の動力伝達
    機構と、前記複数個のノブの操作状態をそれぞれ個別に
    検知する複数個の検知手段とを備えたことを特徴とする
    手動入力装置。
  2. 【請求項2】 前記複数個のノブとして、ジョイスティ
    ック形ノブとロータリノブとを同心に備えたことを特徴
    とする請求項1に記載の手動入力装置。
  3. 【請求項3】 前記動力伝達機構に、クラッチと、クラ
    ッチ切替用スイッチと、当該スイッチによって操作され
    るクラッチ切替用アクチュエータとを備えたことを特徴
    とする請求項1に記載の手動入力装置。
  4. 【請求項4】 前記フォースフィードバック用アクチュ
    エータの制御部を、手動入力装置を構成する筐体内に一
    体に備えしたことを特徴とする請求項1に記載の手動入
    力装置。
  5. 【請求項5】 前記フォースフィードバック用アクチュ
    エータの制御部を、外部装置に備えたことを特徴とする
    請求項1に記載の手動入力装置。
  6. 【請求項6】 機能調整を行おうとする電気機器を選択
    するための電気機器選択スイッチと、当該選択スイッチ
    によって選択された電気機器が有する各種の機能を調整
    する手動入力装置とを有し、前記手動入力装置として、
    同心に配置された複数個のノブと、これら複数個のノブ
    に外力を負荷する1個のフォースフィードバック用アク
    チュエータと、前記複数個のノブのそれぞれに前記フォ
    ースフィードバック用アクチュエータから出力される駆
    動力を個別に伝達する複数組の動力伝達機構と、前記複
    数個のノブの操作状態をそれぞれ個別に検知する複数個
    の検知手段とを有するものを備えたことを特徴とする車
    載機器制御装置。
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WO2023228424A1 (ja) * 2022-05-27 2023-11-30 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント コントローラ装置

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