JP2012030738A - 車載機器用操作装置及び接触判定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車両が運転操作の頻繁に行われる区間を走行している場合でも、入力装置への誤接触による検出を抑制することのできる車載機器用操作装置を提供する。
【解決手段】本発明の車載機器用操作装置1は、自車両の操舵装置2に設置され、車載機器への操作を入力する入力部21と、自車両の走行状態及び自車両の周辺状況に基づいて自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別する運転状況判別部35と、入力部21に操作者が接触したときの接触圧力を記憶し、記憶した接触圧力の平均値に基づいて接触判定閾値を設定する接触判定閾値設定部36と、運転状況判別部35による判別結果に基づいて接触判定閾値を変更し、操作者による接触圧力と変更された接触判定閾値とを比較して操作者が入力部21に接触したか否かを判定する接触判定部37とを備えていることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、車載機器を操作する入力装置への接触を判定する車載機器用操作装置及び接触判定方法に関する。
近年、車両にはオーディオ機器やナビゲーション装置などの車載機器が多く搭載されており、このような車載機器はステアリングに設けられたステアリングスイッチで操作されている。ただ、これらの車載機器は運転中に操作する必要があるため、運転者はステアリングスイッチを直接目視できずに触った感触等でスイッチの位置や配置を判断しなければならない。そのため、運転者はスイッチの位置や配置を正確に把握できない場合にはスイッチを誤操作することがあった。
そこで、特許文献1では、ステアリングスイッチへの指の接触又は接近を検出すると、ステアリングスイッチと同様の配置でステアリングスイッチの機能を表示した案内表示部を強調表示し、これによってステアリングスイッチに対する指の位置を運転者が容易に把握できるようにする技術が開示されている。
また、特許文献2では、回転操作可能なホイールを備えた回転式入力装置が開示されており、ホイールの回転操作時に付加される反力パターンを変化させることによって運転者の誤操作を防止する技術が開示されている。
特開2007−290562号公報 特開2003−167668号公報
しかしながら、上述した特許文献1に開示された操作装置では、ステアリングスイッチへの指の接触だけではなく接近を検出する必要があるので、接触検出部の感度を向上させなければならない。しかし、接触検出部の感度を向上させると、例えば運転中のステアリング操作に伴って操作者が意図していない誤接触による検出が発生してしまうという問題点があった。特に、運転操作が頻繁に行われる区間を走行している場合には、誤接触による検出が発生する可能性は高かった。
また、上述した特許文献2に開示された回転式入力装置では、ホイールのような回転式の入力装置の誤操作防止には有効であるが、スイッチを押下して入力するような通常の入力装置における誤検出を防止することはできなかった。
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、運転操作が頻繁に行われる区間を走行している場合でも、入力装置への誤接触による検出を抑制することのできる車載機器用操作装置及び接触判定方法を提供することを目的とする。
本発明に係る車載機器用操作装置は、自車両の操舵装置に設置されて車載機器への操作を入力する入力部と、自車両の走行状態及び自車両の周辺状況に基づいて自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別する運転状況判別部と、入力部に操作者が接触したときの接触圧力を記憶し、記憶した接触圧力の平均値に基づいて接触判定閾値を設定する接触判定閾値設定部と、運転状況判別部による判別結果に基づいて接触判定閾値を変更し、操作者による接触圧力と変更された接触判定閾値とを比較して操作者が入力部に接触したか否かを判定する接触判定部とを備えていることにより、上述した課題を解決する。
本発明に係る車載機器用操作装置及び接触判定方法によれば、自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別し、この判別結果に基づいて入力装置に接触したか否かを判定するための接触判定閾値を変更するので、自車両が運転操作頻度の高い区間を走行している場合でも入力装置への誤接触による検出を抑制することができる。
本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置の構成を示すブロック図である。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置の全体構成を説明するための図である。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置の操舵装置の構成を示す図である。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置の入力部の構造を示す図である。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置の表示部による表示画面の一例を示す図である。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置による接触判定処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置による運転状況判別処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置による接触判定閾値設定処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置による接触判定閾値の設定方法を説明するための図である。 本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置による接触判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
以下、本発明を適用した第1実施形態について図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
[車載機器用操作装置の構成]
図1は本実施形態に係る車載機器用操作装置の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態に係る車載機器用操作装置1は、自車両を操舵するステアリングホイールなどの操舵装置2と、操作者が入力部へ接触したか否かを判定するための接触判定処理を実施する制御部3と、操作者による車載機器への操作結果を表示する表示装置4とを備えている。
ここで、本実施形態に係る車載機器用操作装置1の全体構成を、図2を参照して説明する。図2に示すように、自車両の車室内にはステアリングホイールである操舵装置2が設置され、タコメータやスピードメータ等と共に車載機器への操作結果を表示するための表示装置4が設置されている。尚、図示していないが、制御部3はオーディオやナビゲーション装置等の車載機器と共に設置されている。
次に、操舵装置2について説明すると、図1に示すように操舵装置2は、車載機器への操作を入力するためのスイッチで構成された入力部21と、入力部21への接触圧力を検出する接触検出部22とを備えている。
ここで、入力部21は、図2及び図3に示すように操舵装置2に設置されており、複数のスイッチが隣接して配置された構成となっている。ただし、複数のスイッチでなくても1つのスイッチで構成することも可能である。このような入力部21は操作者がスイッチ操作を行ったことをクリック感等の触覚によって伝える機能を有し、スイッチ操作が行われると、操作信号を制御部3に伝達する。例えば、接点スイッチやメンブレンスイッチ、FTセンサ等を使用することが可能である。また、入力部21から出力される信号をエンコーダーでエンコードして制御部3へ送信してもよい。
接触検出部22は、入力部21の表面に設置され、操作者によるSWキートップへの接触に伴って発生する圧力値Fpを検出して制御部3へ送信する。
次に、入力部21を構成するスイッチの構造を、図4を参照して説明する。図4に示すように、入力部21は、スイッチ接点を実装するSW基盤41と、SW基盤上に設置されたSW接点42と、SW接点42の表面に設置された圧力センサ43と、圧力センサ43上に設置されたSWキートップ44と、SWキートップ面に設置されてスイッチの操作位置を示す触覚ガイド部45とを備えている。操作者が触覚ガイド部45に接触して操作すると、SWキートップ44がキートップ支点46を中心に傾き、圧力センサ43に圧力が発生し、その圧力を検出した圧力センサ43が検出値を制御部3へ出力する。また、予め設定された操作力以上の圧力が発生した場合には、SW接点42がストロークして制御部3へSW操作信号を送信する。
次に、制御部3について説明すると、図1に示すように制御部3は、自車両の位置及び自車両の進行方向を検出する自車位置検出部31と、道路に関する情報を格納した道路情報格納部32と、自車両の位置に基づいて道路情報を検出する道路情報検出部33と、自車両の走行状態に関する車両情報を検出する車両情報検出部34と、自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別する運転状況判別部35と、入力部21への接触圧力を記憶して接触圧力の平均値に基づいて接触判定閾値を設定する接触判定閾値設定部36と、運転状況判別部34による判別結果に基づいて接触判定閾値を変更すると共に、操作者による接触圧力と接触判定閾値とを比較して操作者が入力部21に接触したか否かを判定する接触判定部37と、操作者に提示するための表示データを作成する表示内容作成部38とを備えている。
また、表示装置4は、操作者に対して操作結果などの情報を表示する表示部40を備えている。
ここで、自車位置検出部31は、GPSや自立センサ等を用いて自車両の位置G(緯度、経度)と自車両の進行方向Gvを検出している。自車両が走行中であってもリアルタイムで自車位置Gと進行方向Gvを検出可能である。
道路情報格納部32は、点N(ノード、補完点)と線L(リンク)とで表されたベクトルデータの集合体である道路形状情報と、緯度経度毎に特有の情報として記憶されている地点情報Pnとから構成された道路情報を格納している。点Nと線Lには道路の属性データが付加されており、点Nには属性データとして緯度、経度、道路曲率情報Rが付加され、線Lには属性データとして道路種別(国道、市道、高速道路、駐車区画等)、道路幅が付加されている。地点情報Pnは、位置情報、情報内容、情報内容を示すアイコンから構成された構造体であり、各地点の緯度経度情報と地点特有情報(道路曲率、推奨速度、路面μ、駐車区画等)と地点特有情報代表アイコンが付加されている。ただし、道路情報格納部32は必ずしも車両に搭載されている必要はなく、例えば、携帯電話や無線LAN等の通信装置を用いて遠隔地にあるサーバの情報を取得するような形態であってもよい。
道路情報検出部33は、自車位置検出部31によって検出された自車両の位置情報Gと進行方向の情報Gvとに基づいて、道路情報格納部32に格納されている道路形状情報とマップマッチング処理を行い、マッチングした道路リンク上から一定距離(例えば100m)範囲内にある道路形状情報と、その周辺に存在する地点情報Pnを道路情報として取得する。
車両情報検出部34は、車載LANを介して自車両の各種センサやECUから情報を取得し、自車両の走行状態に関する車両情報を取得している。車両情報には、少なくともステアリング操舵角度、ステアリング操舵速度、減速度、加速度、方向指示機、アクセル踏み量に応じた指示値、横G、車速、車間距離などの情報が含まれている。
運転状況判別部35は、道路情報検出部33によって検出された道路情報と、車両情報検出部34によって検出された車両情報とに基づいて、自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別している。
接触判定閾値設定部36は、接触検出部22で検出された接触圧力情報Fpを所定時間(例えば100msec)毎に記憶し、記憶した接触圧力の平均値に基づいて接触判定閾値を設定している。
接触判定部37は、接触検出部22で検出された接触圧力Fpと、接触判定閾値設定部36で設定された接触判定閾値Fpthとを比較し、操作者が入力部21に接触したか否かを判定している。
表示内容作成部38は、接触判定部37でスイッチへの接触が判定されると、操作者が接触したスイッチによる操作結果を表示するための表示データを作成する。
表示部40は、例えば液晶パネルや有機ELパネル等の表示デバイスで構成され、制御部3で生成された表示データに基づいて操作者に情報を表示する。例えば、図5(a)に示すように、入力部21のスイッチ51に指の接触があったと判定された場合には、表示部40は図5(b)に示すように指が接触した位置にある「カメラ操作」を示す表示を反転して表示する。
[接触判定処理の手順]
次に、本実施形態に係る車載機器用操作装置1による接触判定処理の手順を図6のフローチャートを参照して説明する。
図6に示すように、ステップS101において接触検出部22が入力部21への接触圧力を検出すると、接触検出部22は接触信号を出力する。
一方、運転状況判別部35では、ステップS102において、自車両の走行状態及び自車両の周辺状況に基づいて、自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別するための運転状況判別処理を実施する。
ここで、運転状況判別処理の手順を図7のフローチャートを参照して説明する。運転状況判別部35では一定周期(例えば10msec間隔)毎に運転状況判別処理を実行して運転状況の判別を行っている。
図7に示すように、まずステップS201では、自車位置検出部31で検出された自車両の位置情報Gと自車両の進行方向Gvとを取得する。自車両の位置情報Gは緯度、経度を含んだ情報であり、自車両の進行方向Gvは自車両の進行方向が北方向の場合0度と表し、時計回りに角度が大きくなるような情報である。
次に、ステップS202において、ステップS201で取得した自車両の位置情報Gと自車両の進行方向Gvとに基づいて、道路情報格納部32から自車両の位置のリンク情報Lを取得する。そして、ステップS203では車両情報検出部34で検出された車両情報を取得して車両情報に含まれている自車両の速度を取得する。
次に、ステップS204において、ステップS202で取得したリンク情報Lの属性を読み出し、自車両の位置のリンク属性が駐車区画であるか否かを判断し、駐車区画である場合にはステップS205へ進み、駐車区画でない場合にはステップS206へ進む。
ステップS205では、ステップS203で取得した車両速度が所定値(例えば時速20km/h)以上であるか否かを判断し、所定値以上である場合にはステップS206へ進み、所定値未満である場合にはステップS207へ進む。
次に、ステップS206において、ステップS202で取得したリンク情報Lの属性を読み出し、自車両の位置のリンク属性が高速道路であるか否かを判断し、高速道路である場合にはステップS208へ進み、高速道路でない場合にはステップS209へ進む。
ステップS208では、ステップS203で取得した車両速度が所定値(例えば時速40km/h)以上であるか否かを判断し、所定値以上である場合にはステップS209へ進み、所定値未満である場合にはステップS207へ進む。
そして、上述した処理によってステップS207へ進んだ場合には運転操作頻度の高い区間を走行していると判断し、一方でステップS209へ進んだ場合には運転操作頻度の低い区間を走行していると判断して、判別結果を接触判定部37へ通知して図6のステップS102における運転状況判別処理を終了する。尚、図7では一例として駐車区画と高速道路を示したが、運転操作頻度を判別できれば、その他の状況を設定してもよい。
こうして運転状況が判別されると、次に図6のステップS103に進んで、接触判定閾値設定部36による接触判定閾値設定処理が実施される。
ここで、接触判定閾値設定処理の手順を図8のフローチャートを参照して説明する。この処理は、例えば10msec間隔で一定周期毎に実行されて接触判定閾値を設定している。また、入力部21が複数のスイッチから構成されている場合には各スイッチ毎に実施されている。
図8に示すように、ステップS301では、操作者が入力部21へ接触した場合の接触圧力よりも十分に低い値の所定値を予め設定しておき、接触検出部22で検出された圧力値Fpが予め設定された所定値以上であるか否かを判断する。そして、所定値以上である場合にはステップS302へ進み、所定値未満である場合には操作者による接触ではないと判断して接触判定閾値設定処理を終了する。
次に、ステップS302において、現在の接触圧力値Fp_currentを保存してステップS303へ進み、ステップS303では入力部21のスイッチが押下されて入力信号が発生したか否かを判断する。ここで、入力信号が発生している場合にはステップS304へ進み、入力信号が発生していない場合には接触判定閾値設定処理を終了する。
次に、ステップS304において、直前の接触圧力が予め設定された所定時間の間一定であったか否かを判定する。
例えば、図9に示すように、接触圧力値が検出された時点t0から入力信号が検出された時点t5までの区間の圧力値(Fp_current〜Fp_current-5)を検出し、各圧力値毎に所定の圧力幅(例えば±10%)の範囲内にあった時間を示す所定値範囲内時間Tを算出する。例えば、圧力値Fp_current-1を基準値とした場合には、Fp_current-1〜Fp_current-4までが所定の圧力幅(±10%)以内に収まるので、時間t1〜t4の範囲が所定値範囲内時間T1となる。同様に、Fp_current-2〜Fp_current-5を基準値として、所定値範囲内時間T2〜T5を算出し、算出したT1〜T5を比較して最も長い時間のものを接触推定時間Tmaxとする。そして、接触推定時間Tmaxが所定時間以上であるか否かを判断し、所定時間以上である場合には接触圧力が一定であると判断してステップS305へ進み、所定時間未満である場合には接触圧力が一定でないと判断して接触判定閾値設定処理を終了する。
次に、ステップS305において、ステップS304で算出した接触推定時間Tmaxの区間の平均値を接触判定閾値Fpthとして設定して図6のステップS103における接触判定閾値設定処理を終了する。
こうして接触判定閾値が設定されると、次に図6のステップS104に進んで、接触判定部37による接触判定処理が実施される。
ここで、接触判定処理の手順を図10のフローチャートを参照して説明する。この処理は接触検出部22で接触圧力が検出される毎に実行される。
ステップS401において接触検出部22で検出された圧力値Fpを取得し、ステップS402において接触判定閾値設定処理で設定された接触判定閾値Fpthと、運転状況判別処理の判別結果を取得する。そして、ステップS403では、運転操作頻度が高い区間を走行していると判断されている場合には接触判定閾値Fpthを所定の割合(例えば20%)上昇させ、運転操作頻度が低い区間を走行していると判断されている場合には接触判定閾値Fpthを変更せずにそのまま用いる。ただし、接触判定閾値Fpthを所定の割合(例えば20%)低下させてもよい。
次に、ステップS404では、接触圧力Fpと接触判定閾値Fpthとを比較してFp>Fpthであるか否かを判定し、接触圧力Fpが大きい場合には接触したと判断してステップS405へ進み、接触圧力Fpが小さい場合には接触していないと判断してステップS406へ進む。
次に、ステップS405において、現在接触判定を行っている入力部21のスイッチに隣接して配置されているスイッチの接触圧力Fp_ndを取得し、接触圧力Fpと隣接したスイッチの接触圧力Fp_ndとを比較してFp>Fp_ndであるか否かを判定する。そして、接触圧力Fpが大きい場合には隣接しているスイッチよりも現在接触判定を行っているスイッチの接触圧力が高いと判断してステップS407へ進み、接触圧力Fpが小さい場合には隣接しているスイッチのほうが接触圧力が高いと判断してステップS406へ進む。このとき、隣接しているスイッチが複数ある場合には、現在接触判定を行っているスイッチの接触圧力が最も高い場合にステップS407へ進み、それ以外の場合にステップS406へ進む。
そして、ステップS407では入力部21に操作者が接触している状態にあると判断して接触状態を示す表示を行うように指示し、一方でステップS406では操作者は入力部21に非接触状態にあると判断して非接触状態を示す表示を行うように指示して図6のステップS104における接触判定処理を終了する。
こうして接触の判定が行われると、次に図6のステップS105に進んで、接触判定部37の指示に基づいて表示部40に図5に示すような表示が行われる。
このようにして操作者による入力部21への接触が判定されると、本実施形態に係る車載機器用操作装置1による接触判定処理は終了する。
[第1実施形態の効果]
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第1実施形態に係る車載機器用操作装置によれば、自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別し、この判別結果に基づいて接触判定閾値を変更するので、自車両が運転操作頻度の高い区間を走行している場合でも入力部への誤接触による検出を抑制することができる。これにより誤接触の検出に伴う誤表示を削減することができるので、運転者が煩わしさを感じることを削減することができる。さらに、従来では接触を判定するための閾値が固定されていたために、操作者の指が入力部に接触しても閾値に達せずに接触を検出できないことがあったが、本車載機器用操作装置によれば、接触判定閾値を変更できるので、入力部への接触を検出する精度を向上させることも可能となる。
また、本車載機器用操作装置によれば、運転操作頻度の高い区間を走行していると判別された場合には接触判定閾値を上昇させるので、ステアリング操作等の運転操作が頻繁に行われる運転状況において、スイッチを操作する意図のない誤接触による検出頻度を低減することができる。
さらに、本車載機器用操作装置によれば、入力部が複数のスイッチを隣接して配置したスイッチである場合に、複数のスイッチ毎に接触判定閾値を設定するので、スイッチの設置場所の違いによる接触時の圧力傾向の違いを考慮した接触検出を行うことができ、高応答で誤操作のない接触判定を実現することができる。
また、本車載機器用操作装置によれば、入力部が複数のスイッチを隣接して配置したスイッチである場合に、隣接したスイッチの接触圧力の中で最も高い接触圧力のスイッチを操作者が接触したスイッチであると判定するので、操作者の操作意図に最も近い接触判定を行うことができる。
さらに、本車載機器用操作装置によれば、接触圧力が所定の範囲内にある所定値範囲内時間を求め、所定値範囲内時間の中で最も長い所定値範囲内時間における接触圧力の平均値を接触判定閾値として設定するので、接触圧力が安定している期間内の平均値で接触判定閾値を設定することができ、これによってより精度の高い接触判定を行うことができる。
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
1 車載機器用操作装置
2 操舵装置
3 制御部
4 表示装置
21 入力部
22 接触検出部
31 自車位置検出部
32 道路情報格納部
33 道路情報検出部
34 車両情報検出部
35 運転状況判別部
36 接触判定閾値設定部
37 接触判定部
38 表示内容作成部
40 表示部

Claims (6)

  1. 車両に搭載された車載機器を操作するための車載機器用操作装置であって、
    自車両の操舵装置に設置され、前記車載機器への操作を入力する入力手段と、
    前記自車両の走行状態及び前記自車両の周辺状況に基づいて、前記自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別する運転状況判別手段と、
    前記入力手段に操作者が接触したときの接触圧力を記憶し、記憶した前記接触圧力の平均値に基づいて接触判定閾値を設定する接触判定閾値設定手段と、
    前記入力手段に前記操作者が接触すると、前記運転状況判別手段による判別結果に基づいて前記接触判定閾値を変更し、前記操作者による接触圧力と前記変更された接触判定閾値とを比較して、前記操作者が前記入力手段に接触したか否かを判定する接触判定手段と
    を備えていることを特徴とする車載機器用操作装置。
  2. 前記接触判定手段は、前記運転状況判別手段によって運転操作頻度の高い区間を走行していると判別された場合には前記接触判定閾値を上昇させることを特徴とする請求項1に記載の車載機器用操作装置。
  3. 前記入力手段が複数のスイッチを隣接して配置したスイッチである場合に、前記接触判定閾値設定手段は前記複数のスイッチ毎に前記接触判定閾値を設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車載機器用操作装置。
  4. 前記入力手段が複数のスイッチを隣接して配置したスイッチである場合に、前記接触判定手段は、前記隣接したスイッチの接触圧力の中で最も高い接触圧力のスイッチを前記操作者が接触したスイッチであると判定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車載機器用操作装置。
  5. 前記接触判定閾値設定手段は、前記記憶した接触圧力が所定の範囲内にある所定値範囲内時間を求め、前記所定値範囲内時間の中で最も長い所定値範囲内時間における接触圧力の平均値を前記接触判定閾値として設定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車載機器用操作装置。
  6. 自車両に搭載された車載機器を操作するための入力装置に操作者が接触したか否かを判定する接触判定方法であって、
    前記操作者が前記入力装置に接触したときの接触圧力を検出する接触圧力検出ステップと、
    前記自車両の走行状態及び前記自車両の周辺状況に基づいて、前記自車両が運転操作頻度の高い区間を走行しているか否かを判別する運転状況判別ステップと、
    前記接触圧力検出ステップで検出された接触圧力を記憶し、記憶した前記接触圧力の平均値に基づいて接触判定閾値を設定する接触判定閾値設定ステップと、
    前記入力装置に前記操作者が接触すると、前記運転状況判別ステップによる判別結果に基づいて前記接触判定閾値を変更し、前記操作者による接触圧力と前記変更された接触判定閾値とを比較して、前記操作者が前記入力装置に接触したか否かを判定する接触判定ステップと
    を含むことを特徴とする接触判定方法。
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