JP2012048290A - 車両用操作入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで構成することができる車両用操作入力装置を提供する。
【解決手段】車両用操作入力装置１０は、車載機器の動作経過時間とタッチセンサ１４の温度との関係を定めた補正テーブルを記憶した記憶部２１と、車載機器の現在の動作経過時間を記憶部２１の補正テーブルと照合してタッチセンサ１４の温度を推定し、その推定温度に基づきタッチセンサ１４の感度を補正する制御部２０とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用操作入力装置に関する。

車両の運転席の中央部付近に配置されたセンタークラスタには、例えばカーナビゲーション、オーディオやエアコンディショナ等の各種の車載機器を操作するための操作入力装置が設置されている。この操作入力装置は、各種車載機器に対応したスイッチ操作面を有するタッチセンサをセンタークラスタの意匠パネルとして備えており、乗員（操作者）がタッチセンサをタッチ操作することで、各種車載機器の動作設定を行うようになっている。

この種の操作入力装置に適用される従来のタッチセンサの一例としては、静電容量式タッチスイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１記載の静電容量式タッチスイッチは、温度センサにより検出エリアに近い部分の温度、もしくはスイッチの環境温度を検出し、その温度に応じて、感度設定回路により感度を設定する構成となっている。

特開２００７−２７０３４号公報

しかしながら、感度を設定するために温度センサと感度設定回路とを設ける構成では、部品点数が増加することと相まって、製造コストなどが増大するので、コストを低減させたいという要望があった。

本発明の目的は、低コストで構成することができる車両用操作入力装置を提供することにある。

［１］本発明は、上記目的を達成するため、車室内に設けられ、操作者の手指を接近又は接触させることで車載機器を操作するスイッチ操作面を持つタッチセンサと、前記車載機器の動作経過時間と前記タッチセンサの温度との関係を定めた補正テーブルを記憶した記憶部と、前記車載機器の現在の動作経過時間を前記記憶部の前記補正テーブルと照合して前記タッチセンサの温度を推定し、その推定温度に基づき前記タッチセンサの感度を補正する制御部とを備えたことを特徴とする車両用操作入力装置を提供する。

［２］上記［１］記載の前記車載機器は、前記スイッチ操作面の周辺部に配置されたエアコンディショナであり、前記補正テーブルには、前記エアコンディショナの動作経過時間と前記車室内の温度との関係に対応付けた感度の補正係数が記憶され、前記制御部は、前記補正テーブルと照合して前記エアコンディショナの現在の動作経過時間に対する前記タッチセンサの温度を推定するとともに、その推定温度に対応する前記補正係数を取得し、当該補正係数に基づき前記タッチセンサの感度を補正することを特徴とする。

［３］上記［１］記載の前記補正テーブルには、前記車載機器の動作経過時間と前記タッチセンサの温度との関係に対応付けた感度の補正係数が記憶され、前記制御部は、前記補正テーブルと照合して前記車載機器の現在の動作経過時間に対する前記タッチセンサの温度を推定するとともに、その推定温度に対応する前記補正係数を取得し、当該補正係数に基づき前記タッチセンサの感度を補正することを特徴とする。

［４］上記［３］記載の前記車載機器は、前記スイッチ操作面を点灯させる照明装置、又は前記スイッチ操作面の周辺部に配置されたカーナビゲーションであることを特徴とする。

［５］本発明は更に、上記目的を達成するため、車室内に搭載され、スイッチ操作面を持つタッチセンサ及び前記スイッチ操作面を照明する照明部を収容する制御装置と、前記制御装置の外部に搭載された車載機器に設けられ、前記車載機器に関する温度及び時間の情報を検出する検出手段とを備え、前記検出手段により検出される温度及び時間の情報に基づいて前記タッチセンサの感度を補正することを特徴とする車両用操作入力装置を提供する。

本発明によれば、低コストであり、車室内の環境変化により感度が変化したとしても、環境変化の影響を受けることなく、良好なスイッチ操作性を安定して得ることが可能となる。

本発明の好適な実施の形態に係る操作入力装置を備えた車両の運転席前方車内を示す概略図である。 実施の形態に係る操作入力装置の概略構成を説明するための図である。 実施の形態に係る操作入力装置の一構成例を示す概略ブロック図である。 （ａ）は記憶部に記憶されたデータテーブルの一構成例を示す図であり、（ｂ）はエアコンの駆動開始からの経過時間と車内の温度変化との関係を示す特性曲線図、（ｃ）はエアコンの駆動開始からの経過時間とエアコンの排気口における吐き出し温度（車内温度）との関係を示す特性曲線図である。 （ａ）は記憶部に記憶されたデータテーブルの他の構成例を示す図であり、（ｂ）はナビの駆動開始からの経過時間と操作入力装置の周辺温度との関係を示す特性曲線図である。 （ａ）は記憶部に記憶されたデータテーブルの更に他の構成例を示す図であり、（ｂ）は照明装置の点灯駆動開始からの経過時間と操作入力装置の周辺温度との関係を示す特性曲線図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

（車両の前部座席前方の全体構成）
図１において、車両１の前部座席の前方には、計器類や助手席用エアバッグなどが装着された合成樹脂製のインストルメントパネル２が車幅方向に配置されている。このインストルメントパネル２の中央部付近にはセンタークラスタ３が配置されている。このセンタークラスタ３の意匠面側には各種の選択画面を表示可能なディスプレイ４が設けられている。

このセンタークラスタ３のディスプレイ４の周辺部には、図１に示すように、各種の車載機器を入力操作する操作入力装置１０が設けられている。この操作入力装置１０は、車載機器を作動させる際のタッチ操作装置として好適に使用される。操作入力装置１０の操作対称となる車載機器は、車両１の室内に設置された操作機器である。その操作機器の一例としては、例えばカーナビゲーション、オーディオやエアコンディショナ等がある。

（センタークラスタの構成）
この操作入力装置１０には、図１及び図２に示すように、タッチセンサとして機能する意匠パネル１１が設けられている。この意匠パネル１１の裏面には、各種の操作機器に対応するスイッチ操作面１２を表示する操作表示部１３が設けられている。この操作表示部１３には、例えばプラスチック板、プラスチックフィルムあるいはプラスチックシートなどの透明樹脂材が好適に用いられる。その透明樹脂材の材質としては、例えばアクリル系樹脂あるいはポリカーボネート系樹脂などが挙げられる。

この操作表示部１３には、例えば表示形状に対応した部分を除いてシルク印刷を施した遮光性の印刷層が形成されている。この印刷層には、印刷が施されていないスイッチ操作面１２となる光透過牲の抜き表示部が形成されている。その抜き表示部は、文字、数字、図形、記号あるいは絵柄などからなる。なお、意匠パネル１１の裏面に印刷層を直接印刷した構成を用いることもできる。

意匠パネル１１の裏面側を照明する照明装置の消灯時は、スイッチ操作面１２を表示しない。その照明装置の点灯（点滅）時には、可視光は、意匠パネル１１の印刷が施されている領域で遮光され、意匠パネル１１の印刷が施されていない領域であるスイッチ操作面１２で透過される。

この操作表示部１３の裏面には、図２に示すように、静電容量式のタッチセンサ１４が配されている。このタッチセンサ１４は、乗員の手指の接近又は接触を検出するスイッチ素子である静電容量検出用の透明な電極を有している。その電極は、例えば可視光に対して透明なＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの金属酸化物の薄膜によりパターン状に形成されている。なお、意匠パネル１１の内部にタッチセンサ１４を設置した構成を用いることもできる。

このタッチセンサ１４の裏面には、図２に示すように、複数の発光ダイオード１５（以下、「ＬＥＤ１５」という。）を実装したＬＥＤ基板１６が照明装置であるＬＥＤ照明部１７として配設されている。このＬＥＤ１５は、意匠パネル１１を背面照射する光源とされており、複数のスイッチ操作面１２のそれぞれに対応して、ＬＥＤ基板１６上に個別に実装されている。

（操作入力装置の構成）
図示例による操作入力装置１０は、図３に示すように、制御部２０を備えている。この制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されるマイクロコンピュータである。制御部２０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、タッチセンサ１４や車載機器において実行される各種の処理を制御する。

この制御部２０は、ＬＥＤ１５を点灯させる。意匠パネル１１のスイッチ操作面１２が照明され、操作入力装置１０は車載機器を操作する操作状態となる。このとき、乗員が、意匠パネル１１に表示される複数のスイッチ操作面１２をタッチセンサ１４で選択指定すると、そのスイッチ操作面１２に対応する機能項目をディスプレイ４の画面に表示させたり、スイッチ操作面１２に対応する車載機器に所望の動作を実行させたりすることができる。

以上のように構成された操作入力装置１０は、特に図示例に限定されるものではない。この実施の形態に係る基本の構成は、温度センサなどの格別な検出部品を用いることなく、カーナビゲーション、オーディオ、及びエアコンディショナ等の車載機器の動作経過時間に対するタッチセンサ１４の電極、及び電極周辺部の温度変化の特性に基づきタッチセンサ１４の感度を補正することにある。

（制御部の構成）
この実施の形態に係る操作入力装置１０は、図３に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成される制御部２０に、書換え可能な不揮発性のメモリにより形成された記憶部２１を接続している。この制御部２０には更に、タッチセンサ１４、及びＬＥＤ照明部１７が接続されるとともに、タッチセンサ１４の感度を補正するために用いられる各種の車載機器ＥＣＵが車内ＬＡＮ２２を介して接続されている。

図示例にあっては、車両１のエアコンを制御するエアコンＥＣＵ２３、車両１のナビゲーションシステムを制御するナビＥＣＵ２４、及び操作入力装置１０のＬＥＤ照明部１７を点灯又は消灯可能に制御する照明ＥＣＵ２５が例示されている。このエアコンＥＣＵ２３、ナビＥＣＵ２４、及び照明ＥＣＵ２５は、機器に関する温度及び時間の情報を検出する検出手段としての機能を有している。

この制御部２０は、図３に示すように、車内ＬＡＮ２２を介して車載機器を操作する制御信号を出力するとともに、タッチセンサ１４の感度を補正する処理を制御する。一方、記憶部２１には、制御部２０がタッチセンサ１４の感度を補正するために用いられる補正係数を求めるための補正テーブルが記憶されている。

図４〜図６を参照すると、これらの図には、記憶部２１に記憶された補正テーブルの一例が例示されている。これらの補正テーブルは、制御部２０が各種の車載機器から伝送される情報を対応付けた補正テーブルである。図示例によれば、この補正テーブルは、エアコンＥＣＵ２３から伝送されるエアコン情報を対応付けた図４（ａ）に示す車内温度変化補正テーブルと、ナビＥＣＵ２４から伝送されるナビ情報を対応付けた図５（ａ）に示すナビ駆動時間補正テーブルと、照明ＥＣＵ２５から伝送されるＬＥＤ情報を対応付けた図６（ａ）に示す照明点灯時間補正テーブルとからなる。

この車内温度変化補正テーブルは、図４（ｃ）に示すエアコン排気口における吐き出し温度とエアコン動作経過時間（エアコン駆動時間）との関数として形成される特性曲線に対応付けて、図４（ｂ）に示すエアコン駆動時間と車内温度変化との関係を定めた補正テーブルである。制御部２０は、車内ＬＡＮ２２を介してエアコンＥＣＵ２３から定期的に温度情報を取得する。制御部２０では、現時点におけるエアコン駆動時間と車内温度変化との関係を定めた補正テーブルから感度の補正係数が取得（推定）される。

一方のナビ駆動時間補正テーブルは、図５（ｂ）に示すタッチセンサ１４の電極を含む周辺部の推定温度とナビ駆動時間との関数として形成される特性曲線に対応する補正テーブルである。制御部２０は、車内ＬＡＮ２２を介してナビＥＣＵ２４から定期的に駆動時間情報を取得する。制御部２０では、タッチセンサ１４の温度とナビ駆動時間との関係を定めた補正テーブルから感度の補正係数が取得（推定）される。

そして、照明点灯時間補正テーブルは、図６（ｂ）に示すタッチセンサ１４の電極を含む周辺部の温度と照明点灯時間との関数として形成される特性曲線に対応する補正テーブルである。制御部２０は、照明ＥＣＵ２５からＬＥＤ１５の照明時間を算出する。制御部２０では、タッチセンサ１４の温度と照明時間との関係を定めた補正テーブルから感度の補正係数が取得（推定）される。

ところで、静電容量式のタッチセンサ１４は、温度変化により静電容量が変化するという特性を有する。このタッチセンサ１４の温度を変化させる要因としては、例えば車両１の室内の温度や湿度などの環境変化やタッチセンサ１４が搭載されたセンタークラスタ３の温度上昇などの環境変化がある。この実施の形態に係る制御部２０の感度補正手段は、図４（ａ）、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、タッチセンサ１４の温度の上昇に伴い感度の補正係数を大きく設定している。これにより、タッチセンサ１４の静電容量の基準値を再設定するような処理がなされ、温度変化によるタッチセンサ１４の誤動作が防止できる。

（制御部の動作）
制御部２０は、図４（ａ）、図５（ａ）及び図６（ａ）に示す補正テーブルを用いてタッチセンサ１４の温度を推定する。この推定温度に基づいて適切な感度に補正する。この補正テーブルは、実験や評価などにより得られるものである。図示例による補正テーブルによれば、タッチセンサ１４の感度は、温度１０℃で１％程度変化することを想定しており、車載機器の駆動時間５分間毎にタッチセンサ１４の推定温度に対応する補正係数が定められている。

車内の温度変化が±０．５℃以内に収束するまで（図中では動作経過時間が３５分）、補正テーブルと照合処理が行われ、車内温度変化補正テーブル上の最適な補正係数が決定される。制御部２０は、決定された補正係数で感度の補正を行う。車内温度変化が±０．５℃以内に収束した後、ナビ駆動時間補正テーブルと照合され、ナビ駆動時間補正テーブル上の最適な補正係数が決定される。制御部２０は、決定された補正係数で感度の補正を行う。そして、車内温度変化が±０．５℃以内に収束した後であって、ＬＥＤ１５が点灯（点滅）している場合は、ＬＥＤ点灯時間補正テーブル上の最適な補正係数が決定される。ここで、制御部２０は、ナビ駆動時間補正テーブルとＬＥＤ点灯時間補正テーブルとで決定された補正係数のうち、大きい補正係数で感度の補正を行う。

（実施の形態の効果）
上記操作入力装置１０の制御部２０は、温度センサの温度から変化分を求めるのではなく、車内の環境温度及び車載機器の動作経過時間を用いて、タッチセンサ１４の温度に対応する補正係数に基づきタッチセンサ１４の感度を補正する構成となっているので、車両１の室内の温度や湿度などの環境変化やタッチセンサ１４が搭載されたセンタークラスタ３の温度上昇などの環境変化があっても、確実にタッチ操作を検出することができるようになり、良好なスイッチ操作性を安定して得ることが可能となる。それと相まって、温度センサを排除することができるので、低コストであり、精度よく感度補正を行うことを可能としたタッチセンサ１４を製作することができる。

以上の説明からも明らかなように、本発明の車両用操作入力装置を上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記各実施の形態、変形例及び図示例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。本発明にあっては、例えば次に示すような変形例も可能である。

（１）図示例では、タッチセンサ１４としては、静電容量式のものを例示したが、例えば感圧、光学、電波などによる接触検知方式や非接触検知方式のセンサであってもよい。
（２）図示例では、センタークラスタ３のディスプレイ４の周辺部に操作入力装置１０を設けていたが、例えばインストルメントパネル２の意匠面やディスプレイ４の画面などに設けるようにしてもよい。
（３）制御部２０、記憶部２１、エアコンＥＣＵ２３、ナビＥＣＵ２４、及び照明ＥＣＵ２５の各構成要素は、ＣＰＵ、メモリ等の各構成要素を実現する制御プログラム、制御プログラムを格納する記憶ユニット、外部接続用インターフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現されるものである。その方法や装置としては、従来周知の各種の方法や装置を使用することができることは当業者には理解されるところであり、上記実施の形態、及び図示例に特定されるものではない。

１…車両、２…インストルメントパネル、３…センタークラスタ、４…ディスプレイ、１０…操作入力装置、１１…意匠パネル、１２…スイッチ操作面、１３…操作表示部、１４…タッチセンサ、１５…ＬＥＤ、１６…ＬＥＤ基板、１７…ＬＥＤ照明部、２０…制御部、２１…記憶部、２２…ＬＡＮ、２３…エアコンＥＣＵ、２４…ナビＥＣＵ、２５…照明ＥＣＵ

Claims (5)

1. 車室内に設けられ、操作者の手指を接近又は接触させることで車載機器を操作するスイッチ操作面を持つタッチセンサと、
   前記車載機器の動作経過時間と前記タッチセンサの温度との関係を定めた補正テーブルを記憶した記憶部と、
   前記車載機器の現在の動作経過時間を前記記憶部の前記補正テーブルと照合して前記タッチセンサの温度を推定し、その推定温度に基づき前記タッチセンサの感度を補正する制御部とを備えたことを特徴とする車両用操作入力装置。
2. 前記車載機器は、前記スイッチ操作面の周辺部に配置されたエアコンディショナであり、
   前記補正テーブルには、前記エアコンディショナの動作経過時間と前記車室内の温度との関係に対応付けた感度の補正係数が記憶され、
   前記制御部は、前記補正テーブルと照合して前記エアコンディショナの現在の動作経過時間に対する前記タッチセンサの温度を推定するとともに、その推定温度に対応する前記補正係数を取得し、当該補正係数に基づき前記タッチセンサの感度を補正することを特徴とする請求項１記載の車両用操作入力装置。
3. 前記補正テーブルには、前記車載機器の動作経過時間と前記タッチセンサの温度との関係に対応付けた感度の補正係数が記憶され、
   前記制御部は、前記補正テーブルと照合して前記車載機器の現在の動作経過時間に対する前記タッチセンサの温度を推定するとともに、その推定温度に対応する前記補正係数を取得し、当該補正係数に基づき前記タッチセンサの感度を補正することを特徴とする請求項１記載の車両用操作入力装置。
4. 前記車載機器は、前記スイッチ操作面を点灯させる照明装置、又は前記スイッチ操作面の周辺部に配置されたカーナビゲーションであることを特徴とする請求項３記載の車両用操作入力装置。
5. 車室内に搭載され、スイッチ操作面を持つタッチセンサ及び前記スイッチ操作面を照明する照明部を収容する制御装置と、
   前記制御装置の外部に搭載された車載機器に設けられ、前記車載機器に関する温度及び時間の情報を検出する検出手段とを備え、
   前記検出手段により検出される温度及び時間の情報に基づいて前記タッチセンサの感度を補正することを特徴とする車両用操作入力装置。

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