JP2010167954A

JP2010167954A - 入力装置

Info

Publication number: JP2010167954A
Application number: JP2009013429A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Hashimoto; 治彦橋本
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】車両に働く慣性力による誤入力を防止することができる入力装置を提供する。
【解決手段】
外力状態においては、入力判定部２４は初動操作力を増大させ、通常状態とする。このように初動操作力を増大させることで、慣性力によりレバー１６が傾動することを抑制することができる。したがって、慣性力による誤入力を防止できるとともに、慣性力により正確な操作が困難となることに起因する操作者の誤操作が抑制される。したがって、慣性力による誤入力を防止できるとともに、慣性力により正確な操作が困難となることに起因する操作者の誤操作が抑制される。これにより、カーブ、でこぼこ道等の走行状況による車両の挙動変化に基づき操作者が意図しない誤入力がされることを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の走行状況に応じて操作反力を変化させる入力装置に関する。

車両には、エアコン、ステレオ、ナビゲーションシステム等の様々な車載機器が搭載されている。これら車載機器は、車室内に設けられる入力装置によって入力操作される。車載機器の入力装置は、特に車両走行時においては、慣性力をはじめとする外力が働く環境で操作されるため誤入力の可能性が高い。このため、車載機器の入力装置には誤入力を防止する対策が求められている。従来、誤入力防止手段としては、例えばステアリングに備えられる入力装置において、ステアリングの操舵角を検出し、この操舵角が基準角度を超えると入力装置からの操作入力を無効としている。これにより、ステアリングを大きく回動操作した時の誤操作による誤入力を防止できる（特許文献１参照。）。

実開平２−１９６５６号

上記特許文献１に記載の入力装置においては、ステアリングを大きく回動操作した時の誤操作に伴う誤入力は防止できる。しかし、車両の急加速、急カーブ等によって、車両に大きな慣性力が働く状況においては、当該慣性力、もしくはそれに起因する操作者の誤操作によって誤入力するおそれがあった。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両に働く慣性力による誤入力を防止することができる入力装置を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、車載機器を制御するために入力操作される入力手段と、前記入力手段に操作反力を発生させる操作反力発生手段と、前記入力手段に操作反力を付与するように前記操作反力発生手段を制御する制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は前記操作反力発生手段を駆動することにより、車両の走行状況に応じて前記入力手段に加わる操作方向への慣性力以上の初動操作力を前記入力手段に付与することをその要旨としている。

同構成によれば、入力手段に加わる慣性力に対して、それ以上の初動操作力が付与される。これにより、入力装置に対して慣性力による誤入力がされることを防止できる。また、初動操作力を増大させることで、慣性力により正確な操作が困難となることに起因する操作者の誤操作が抑制される。これらにより、操作者が意図しない誤入力を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の入力装置において、前記入力手段はジョイスティック型の操作部を有することをその要旨としている。
一般的に２次元方向に傾動操作可能であるジョイスティック型の操作部を有する入力装置においては、例えば車両のカーブもしくは加速時に生じる慣性力によって誤入力が起きやすい。この点、上記構成によれば、操作部に加わる慣性力以上の初動操作力が付与されるため、操作部が慣性力によって操作方向に傾動することを抑制できる。これにより、操作者が意図しない慣性力による誤入力を防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の入力装置において、前記制御手段において前記初動操作力を超える前記慣性力が前記操作部に加わっていると判定された場合には、前記操作部による入力を無効とすることをその要旨としている。

制御手段は初動操作力を超える慣性力が操作部に加わっていると判定した場合には、慣性力以上となるよう初動操作力を増大させる制御を行う。このとき、たとえ瞬間的にではあるが操作部に初動操作力を超える慣性力が加わることで、操作部が僅かに傾動することがある。上記構成によれば、このように慣性力により操作部が傾動して入力操作がされた場合であれ、制御手段によりその入力は無効とされる。これにより、操作者が意図しない誤入力を防止できる。

本発明によれば、入力装置において、車両に働く慣性力による誤入力を防止することができる。

本実施形態における入力装置を示すブロック図。本実施形態における操作装置の分解斜視図。本実施形態における操作量及び反力を示したグラフ。本実施形態における誤入力防止プログラムのフローチャート。

以下、本発明をジョイスティック型の入力装置に具体化した実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、車両に設けられる入力装置１は、その操作装置１０を操作することで、ＥＣＵ２０を介して車載機器５の制御がされる。くわしくは、操作装置１０は、図２に示すように、ケース（図示しない）内に収容される上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３を備えてなる。上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３は、それぞれ所定幅を有する帯状の板材を半円状に湾曲させることにより形成されるとともに、互いに直交するように配設されている。上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３には、それらの軸方向に延びる長孔１４，１５が形成されるとともに、これら長孔１４，１５の交差する位置には、操作部としてのレバー１６が挿通されている。レバー１６の上端部（図２参照）は前記ケースから突出して設けられるとともに、操作者により把持されるグリップ１７が設けられている。上側可動アーム１２の両端部には２つの軸部１２ａ，１２ｂが互いに反対側へ延びるように、また下側可動アーム１３の両端部には２つの軸部１３a，１３ｂが互いに反対側へ延びるように設けられている。軸部１２ａ，１２ｂ及び軸部１３a，１３ｂはそれぞれ同軸上に配設されている。上側可動アーム１２及び下側可動アーム１３の一方の軸部１２ａ，１３ａは前記ケース内に回転可能に支持され、他方の軸部１２ｂ，１３ｂには、それぞれ前記ケース内に設置されるアクチュエータ１８ａ，１８ｂが連結される。また、軸部１２ｂ，１３ｂにはアクチュエータ１８ａ，１８ｂに対する両可動アーム１２，１３の回転量、ひいてはレバー１６の傾動量（操作量）を検出するエンコーダ１９ａ，１９ｂが設けられている。

以上の構成により、レバー１６は上方向（図２参照）に直立した状態を原位置として、軸部１２ａ，１２ｂ及び軸部１３a，１３ｂを支点として互いに直交する２方向（第１及び第２の方向）に傾動する。このときエンコーダ１９ａ，１９ｂによって検出されたレバー１６の傾動量（操作量）に基づきＥＣＵ２０は車載機器５の制御を行う。また、レバー１６には原位置からの第１及び第２の方向への操作に際して、２つのアクチュエータ１８ａ，１８ｂの駆動を通じて、後で詳述する操作反力が付与される。この操作反力によって操作者に適切な操作感を与えることができる。なお、本実施形態においては、アクチュエータ１８ａ，１８ｂとしてモータが採用されている。

一方、マイクロコンピュータ等で構成されるＥＣＵ２０は、外力演算部２１と、外力判定部２２と、アクチュエータ制御部２３と、入力判定部２４と、メモリ２５とからなる。外力演算部２１は、車両に設けられるＧセンサ（加速度計）３０により検出される信号に基づきレバー１６に対して加わる慣性力Ｆを演算する。ここで、慣性力Ｆとは車両がカーブ、でこぼこ道等にさしかかったときの車両の挙動変化に基づき発生する外力である。Ｇセンサ３０は３軸（ＸＹＺ軸）方向の加速度及びその加速度方向が検出可能である３軸Ｇセンサを採用し、外力演算部２１は当該３軸方向のうちレバー１６の前記第１及び第２の方向に加わる慣性力Ｆを演算する。外力判定部２２は、慣性力Ｆと初動操作力Ｐとの比較を行う。ここで、初動操作力Ｐとはレバー１６を原位置からエンコーダ１９ａ，１９ｂが計測可能である最少量（初動操作量）だけ傾けるのに必要とされる力である。

外力判定部２２において、慣性力Ｆが初動操作力Ｐ以下の場合には通常状態であると判定される。当該通常状態においては、慣性力Ｆによりレバー１６は傾動しない。そして、外力判定部２２は、前記通常状態である旨の信号を入力判定部２４に出力し、当該信号を入力しているときには、レバー１６の操作量に基づき車載機器、ならびにアクチュエータ制御部２３を介してアクチュエータ１８ａ，１８ｂの制御を行う。具体的には、入力判定部２４は、メモリ２５に格納され、図３に例示される反力−操作量グラフに従ってアクチュエータ制御部２３に指令信号を出力する。これにより、アクチュエータ１８ａ，１８ｂはレバー１６に対し反力を付与するよう駆動する。図３においては、横軸がレバー１６の操作量（傾動量）、縦軸がレバー１６に付与される反力となっている。レバー１６が原位置にあるときには、レバー１６には何らの反力も与えられていない。通常状態において、反力を受けつつ第１の初動操作力Ｐａで傾動操作したときには初動操作量だけ傾動する。第１の初動操作力Ｐａ以上の操作力で傾動操作することで、当該初動操作量以上の範囲において、徐々に大きな反力を受ける。この反力によりレバー１６の操作後においては、レバー１６は原位置に復帰する。そして、操作量が閾値を超えたときに、入力判定部２４は、車載機器５が例えばエアコンディショナである場合には、温度設定を増減させる等の制御を要求する信号をエアコンディショナに出力する。入力操作がされた旨は、閾値を超えた領域において局所的に反力が小さくなった後に急激に反力が増大されることで、操作者にクリック感として提示する。なお、第１及び第２の方向への傾動操作において、同一の反力−操作量グラフに従ってもよいし、それぞれ別の反力−操作量グラフに従ってもよい。

次に、外力判定部２２において、慣性力Ｆが初動操作力Ｐを超えたときには、慣性力Ｆによりレバー１６が傾動するおそれがある状態、すなわち外力状態であると判定される。当該外力状態においては、慣性力Ｆによりレバー１６は傾動する。そのため、外力状態にある場合において、入力判定部２４はレバー１６の傾動が検出されても、その入力操作は無効とし、車載機器５側にその制御を要求する旨の信号を出力しない。これにより、慣性力Ｆによる操作者の意図しない入力を防止できる。また、外力状態においては、上記した通常状態と異なる反力−操作量グラフに従ってアクチュエータ制御部２３に指令信号を出力する。すなわち、図３に示すように、入力判定部２４は外力状態のときには第１の初動操作力Ｐａから慣性力Ｆ以上である第２の初動操作力Ｐｂまで初動操作力Ｐを増大させ、通常状態とする。このように初動操作力Ｐを増大させることで、レバー１６は原位置からの傾動が困難となる。したがって、慣性力Ｆによりレバー１６が傾動することを抑制することができる。これにより、慣性力Ｆによる誤入力を防止できるとともに、慣性力Ｆにより正確な操作が困難となることに起因する操作者の誤操作が抑制される。また、レバー１６は原位置からほとんど傾動しないため、その入力の有無を確実に操作者に認識させることができる。

次に、図４に示すフローチャートを参照しつつ誤入力防止の処理について説明する。当該フローチャートは、ＥＣＵ２０のメモリ２５に予め格納された誤入力防止の処理プログラムに従って実行される。

外力演算部２１は、Ｇセンサ３０により検出されるレバー１６に加わる慣性力Ｆを演算する（Ｓ１０１）。外力判定部２２は、当該慣性力Ｆが初動操作力Ｐを超えた、すなわち外力状態であるか否かの判定を行う（Ｓ１０２）。外力状態でない、すなわち通常状態であると判定された場合には、Ｓ１０１へ処理を移行し、再度慣性力Ｆの演算を行う（Ｓ１０２でＮＯ）。このように所定周期毎に慣性力Ｆの演算を行うことで車両に働く慣性力Ｆの状況を常時監視することができる。一方、外力状態であると判定された場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）には、入力判定部２４はレバー１６による入力操作を無効とする（Ｓ１０３）。次に、入力判定部２４は初動操作力Ｐを増大させる（Ｓ１０４）。そして、外力判定部２２は、当該慣性力Ｆが初動操作力Ｐ以下すなわち通常状態であるか否かの判定を行う（Ｓ１０５）。外力状態であると判定された場合には、初動操作力Ｐの増大状態を維持する（Ｓ１０５でＮＯ）。このように初動操作力Ｐを増大させて、通常状態となったときに当該誤入力防止の処理プログラムは終了する（Ｓ１０５でＹＥＳ）。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）外力状態においては、入力判定部２４は初動操作力Ｐを増大させ、通常状態とする。このように初動操作力Ｐを増大させることで、慣性力Ｆによりレバー１６が傾動することを抑制することができる。したがって、慣性力Ｆによる誤入力を防止できるとともに、慣性力Ｆにより正確な操作が困難となることに起因する操作者の誤操作が抑制される。これにより、カーブ、でこぼこ道等の走行状況による車両の挙動変化に基づき操作者が意図しない誤入力がされることを防止することができる。また、レバー１６は原位置からほとんど傾動しないため、操作者に入力の有無を確実に認識させることができる。

（２）慣性力Ｆの影響を受けやすいジョイスティック型の入力装置１であっても、その操作部であるレバー１６には慣性力Ｆ以上の初動操作力Ｐが付与されるため、レバー１６が慣性力Ｆによって操作方向に傾動することを抑制できる。これにより、操作者が意図しない慣性力Ｆによる誤入力を防止することができる。

（３）入力判定部２４は初動操作力Ｐを超える慣性力Ｆがレバー１６に加わっていると判定した場合には、慣性力Ｆ以上となるよう初動操作力Ｐを増大させる制御を行う。このとき、たとえ瞬間的にではあるがレバー１６に初動操作力Ｐを超える慣性力Ｆが加わることで、レバー１６が僅かに傾動することがある。このように慣性力Ｆによりレバー１６が傾動して入力操作がされた場合であれ、その入力は入力判定部２４により入力は無効とされる。これにより、操作者が意図しない誤入力を防止できる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、車両の走行状況を検知する手段としてＧセンサを設けたが、これに限らず振動センサ、ヨーレートセンサ、車速センサ、蛇角センサ、アクセルストロークセンサ、ブレーキストロークセンサ等の各種センサによって走行状況を検知することも可能である。加えて上記した各種センサを単独で又は組み合わせて使用することにより振動等の慣性力も検出することができる。その結果に基づき初動操作力Ｐを増大させ、誤入力を防止することができる。

・上記実施形態では、２次元方向（第１及び第２の方向）に操作できるジョイスティック型の入力装置１であったが、操作方向は２次元方向に限定しない。
・上記実施形態においては、３軸（ＸＹＺ軸）方向の加速度及びその加速度方向が検出可能である３軸のＧセンサ３０を採用したが、Ｇセンサの検出方向とレバー１６の操作方向が同一である場合には２軸Ｇセンサを採用してもよい。また、Ｇセンサの検出方向とレバー１６の操作方向が同一でない２軸Ｇセンサ又は１軸センサを採用した場合には、上記した他種のセンサと併用することで、レバー１６の前記第１及び第２の方向に加わる慣性力Ｆを演算可能である。

・上記実施形態では、操作装置はジョイスティック型の入力装置１であったが、これに限らず、スライドスイッチ、プッシュスイッチ等であってもよい。プッシュスイッチを採用した場合には、外力状態においてはその押圧方向において、初動操作力Ｐを増大させることで誤入力を防止する。

・上記実施形態では、外力状態であるときにはレバー１６による入力操作は無効とされる。しかし、これに限らず外力状態と判定されてから所定設定時間だけ無効としてもよい。特に当該設定時間が外力状態から通常状態となる時間より長く設定されている場合には、操作者の誤操作が未だに発生しやすい時間、すなわち外力状態が解除された直後であってもその入力操作は無効とされる。これにより、操作者による誤入力が抑制される。

・上記実施形態では、外力状態であると判定された場合には初動操作力Ｐを増大させて、通常状態とする制御を行う。しかし、これに限らず外力状態と判定されてから所定設定時間だけ初動操作力Ｐを増大させて、通常状態とする制御を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、外力状態であるときにはレバー１６による入力操作は無効とされていたが、この入力操作を有効とする、すなわち図４のフローチャートにおけるＳ１０３の処理を省略してもよい。この場合、外力状態から通常状態に戻るまでの時間は慣性力によってわずかに傾動するが操作量は閾値に至らないため、入力判定部２４は車載機器５に対し制御を要求する信号を出力しない。このため、誤入力は防止される。

・上記実施形態では、図４に示すように、Ｓ１０３においてレバー１６を無効とした後に、Ｓ１０４において初動操作力Ｐを増大させていた。しかし、Ｓ１０３及びＳ１０４の順序はこれに限らず、Ｓ１０３及びＳ１０４を同時に行ったり、Ｓ１０４をＳ１０３より先に行ったりすることも可能である。

・上記実施形態においては、外力状態においては、入力判定部２４は初動操作力を増大させて通常状態としていた。しかし、通常状態とならなくても初動操作力を増大させることで、慣性力によるレバー１６の傾動は抑制され、慣性力による誤入力がされることを防止できる。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（ａ）車載機器を制御するために入力操作される入力手段と、前記入力手段に操作反力を発生させる操作反力発生手段と、前記入力手段に操作反力を付与するように前記操作反力発生手段を制御する制御手段と、を備えた入力装置であって、前記制御手段は前記操作反力発生手段を駆動することにより、車両に生じる慣性力に応じて初動操作力を増大させる入力装置。

同構成によれば、車両がカーブ、でこぼこ道等にさしかかったときに、入力装置の初動操作力は増大される。これにより、入力装置に慣性力による誤入力がされることを防止できる。

１…入力装置、５…車載機器、１０…操作装置（入力手段）、１２…上側可動アーム、１３…下側可動アーム、１６…レバー、１８ａ，１８ｂ…アクチュエータ（操作反力発生手段）、１９ａ，１９ｂ…エンコーダ、２０…ＥＣＵ（制御手段）、２１…外力演算部、２２…外力判定部、２３…アクチュエータ制御部、２４…入力判定部、２５…メモリ、３０…Ｇセンサ。

Claims

車載機器を制御するために入力操作される入力手段と、
前記入力手段に操作反力を発生させる操作反力発生手段と、
前記入力手段に操作反力を付与するように前記操作反力発生手段を制御する制御手段と、を備えた入力装置であって、
前記制御手段は前記操作反力発生手段を駆動することにより、車両の走行状況に応じて前記入力手段に加わる操作方向への慣性力以上の初動操作力を前記入力手段に付与する入力装置。
請求項１に記載の入力装置において、
前記入力手段はジョイスティック型の操作部を有する入力装置。
請求項２に記載の入力装置において、
前記制御手段において前記初動操作力を超える前記慣性力が前記操作部に加わっていると判定された場合には、前記操作部による入力を無効とする入力装置。