JP4539951B2 - Input operation device - Google Patents
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Description
本発明は、運転者の手および前腕を用いて運転するための入力操作装置に関するものである。 The present invention relates to an input operation device for driving using a driver's hand and forearm.
上述の入力操作装置の一例が特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載の入力操作装置は、運転者の肘を支持する支持部と、その支持部により肘が支持された状態で、肘を中心とした前腕の水平方向の回転に連動して第1制御信号を出力する第1移動部と、手の上下方向の移動に連動して第2制御信号を出力する第2移動部とを含む。
本発明の課題は、運転者の手および前腕を用いて運転するための入力操作装置において、特許文献1に記載の入力操作装置における場合とは異なる運転者の手および前腕の運動を入力操作とすることである。
An object of the present invention is to provide an input operation device for driving using a driver's hand and forearm, in which the movement of the driver's hand and forearm, which is different from the case of the input operation device described in
請求項1に記載の入力操作装置は、(i)運転者の前腕の少なくとも一部を支持するアームレストと、(ii)(a)そのアームレストに支持された運転者の前腕の軸線と同一の直線である第1回転軸線上に延びたシャフトと、(b)そのシャフトに、前記第1回転軸線回りに相対回転可能に保持されたグリップとを備え、前記アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が支持されるとともに、前記グリップが前記運転者の手によって把持された状態における、前記前腕の軸線の回りの手首の回転に伴う前記グリップの前記シャフトに対する前記第1回転軸線回りの回転を入力操作とする第1入力操作部と、(iii)(c)U字形に湾曲した形状を成し、一端部において前記シャフトに接続されたアームと、(d)前記第1回転軸線から外れた位置に設けられ、前記アームの他端部を、前記アームレストに支持された少なくとも一部の前腕の手首の位置において前記第1回動軸線と交差する第2回動軸線回りに回動可能に保持する保持部と、(e)前記グリップとを備え、前記アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が支持されるとともに、前記グリップが前記運転者の手によって把持された状態における、前記手首を中心とした前記手の回動に伴う前記グリップおよび前記アームの前記第2回動軸線回りの回動を入力操作とする第2入力操作部とを含むものとされる。
また、請求項2に記載の入力操作装置においては、前記第1入力操作部が、前記シャフトの回りの前記グリップの相対回転角度を検出する第1回転検出部と、前記グリップの前記シャフトの回りの相対回転に伴って反力を発生させる反力付与部とを含み、これら第1回転検出部と反力付与部との両方が前記グリップの内部に設けられる。
請求項3に記載の入力操作装置においては、前記グリップが概して卵型を成し、かつ、運転者の手の親指と、他の4本の指と手の平との少なくとも一方とで両側から挟んで保持可能な形状を成したものとされ、請求項4に記載の入力操作装置においては、前記グリップが、運転者の親指と係合するくぼみと、他の4本の指と接触する部分とを有するものとされる。
請求項5に記載の入力操作装置においては、前記第1入力操作部による入力操作が車両の操舵操作とされ、前記第2入力操作部による入力操作が前記車両の加減速指示操作とされる。
請求項6に記載の入力操作装置においては、前記第1回転軸線と前記第2回動軸線とが、同一平面上で、互いに直交し、請求項7に記載の入力操作装置においては、前記アームレストが、前記第1回転軸線とほぼ平行に延びた姿勢で設けられ、請求項8に記載の入力操作装置においては、前記アームレストに、前記運転者の前腕の軸線と交差する方向の移動を規制する規制部が設けられる。
請求項9に記載の入力操作装置は、車両の運転席側のドアに取り付けられ、請求項10に記載の入力操作装置の少なくとも一部は、車両の運転席側のドアに設けられた凹部内に位置する状態で、取り付けられる。
請求項11に記載の入力操作装置においては、前記第2入力操作部が、前記アームの前記第2回動軸線回りの回動角度を検出する第2入力操作検出部を含み、その第2入力操作検出部が、前記アームを保持する保持部を含む。
請求項12に記載の入力操作装置は、(i)アームレストと、(ii)第1入力操作部と、(iii)′(c)一端部において前記シャフトに接続され、他端部が、前記アームレストに支持された少なくとも一部の前腕の手首の位置において前記第1回動軸線と交差する第2回動軸線回りに回動可能に保持されたアームと、(d)前記グリップとを備え、前記アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が支持されるとともに、前記グリップが前記運転者の手によって把持された状態における、前記手首を中心とした前記手の回動に伴う前記グリップおよび前記アームの前記第2回動軸線回りの回動を入力操作とする第2入力操作部とを含み、前記第1入力操作部による入力操作が車両の操舵操作とされ、前記第2入力操作部による入力操作が前記車両の加減速指示操作とされる。
請求項13に記載の入力操作装置においては、前記第1入力操作部が、前記シャフトの回りの前記グリップの相対回転角度を検出する第1回転検出部と、前記グリップの前記シャフトの回りの相対回転に伴って反力を発生させる反力付与部とを含み、これら第1回転検出部と反力付与部との両方が前記グリップの内部に設けられ、請求項14に記載の入力操作装置においては、前記第2入力操作部が、前記アームの前記第2回動軸線回りの回動角度を検出する第2入力操作検出部を含み、その第2入力操作検出部が、前記アームを保持する部分を含むものとされる。
第1入力操作部において、グリップが第1回転軸線回りに回転可能に保持される。グリップが手で把持された状態で、運転者の前腕の軸線回りの手首の回転に伴ってグリップが第1回転軸線回りに回転させられるが、その回転が入力操作とされる。グリップの第1回転軸線と、運転者の前腕の軸線とが同一直線上にあるため、操作性を向上させることができる。
第2入力操作部において、グリップが第2回動軸線回りに回転可能に保持される。グリップが把持された状態で、手首を中心とする手の回転に伴ってグリップが第2回動軸線回りに回転させられる。
また、第1入力操作部のグリップと第2入力操作部のグリップとは、共通のものである。
さらに、運転者は前腕の少なくとも一部がアームレストに支持された状態で運転を行うが、アームレストは、前腕の全体を支持可能に設けても、前腕の一部を支持可能に設けてもよい。前腕の一部を支持可能に設ける場合には、肘に近い部分を支持可能に設けることが望ましい。また、アームレストは、前腕の少なくとも一部のみでなく、肘も支持可能に設けることができる。
The input operation device according to
In the input operation device according to claim 2, the first input operation unit includes a first rotation detection unit that detects a relative rotation angle of the grip around the shaft, and a rotation of the grip around the shaft. And a reaction force application unit that generates a reaction force with the relative rotation of the first rotation detection unit, and both the first rotation detection unit and the reaction force application unit are provided inside the grip.
The input operation device according to claim 3, wherein the grip is generally oval and is sandwiched from both sides by the thumb of the driver's hand and at least one of the other four fingers and the palm of the hand. The input operation device according to
In the input operation device according to claim 5, the input operation by the first input operation unit is a vehicle steering operation, and the input operation by the second input operation unit is an acceleration / deceleration instruction operation of the vehicle.
The input operation device according to claim 6, wherein the first rotation axis and the second rotation axis are perpendicular to each other on the same plane, and the armrest is provided according to claim 7. Is provided in a posture extending substantially parallel to the first rotation axis, and in the input operation device according to claim 8, movement of the armrest in a direction crossing the axis of the driver's forearm is restricted. A regulation part is provided.
The input operation device according to claim 9 is attached to a driver side door of the vehicle, and at least a part of the input operation device according to claim 10 is in a recess provided in the driver side door of the vehicle. It is attached in the state located in.
The input operation device according to claim 11, wherein the second input operation unit includes a second input operation detection unit that detects a rotation angle of the arm around the second rotation axis, and the second input The operation detection unit includes a holding unit that holds the arm.
The input operation device according to claim 12 is connected to the shaft at (i) an armrest, (ii) a first input operation unit, (iii) ′ (c) one end, and the other end is the armrest. An arm that is rotatably held around a second rotation axis that intersects the first rotation axis at the position of the wrist of at least a portion of the forearm supported by the arm; and (d) the grip, At least a part of the driver's forearm is supported by the armrest, and the grip and the arm that accompany the rotation of the hand around the wrist when the grip is held by the driver's hand. A second input operation unit that uses the rotation about the second rotation axis as an input operation, and the input operation by the first input operation unit is a steering operation of the vehicle, and the input operation by the second input operation unit Is the acceleration / deceleration instruction for the vehicle It is created.
The input operation device according to claim 13, wherein the first input operation unit includes a first rotation detection unit that detects a relative rotation angle of the grip around the shaft, and a relative rotation of the grip around the shaft. The input operation device according to
In the first input operation unit, the grip is held so as to be rotatable around the first rotation axis. While the grip is gripped by hand, the grip is rotated around the first rotational axis in accordance with the rotation of the wrist around the axis of the driver's forearm, and the rotation is an input operation. Since the first rotation axis of the grip and the axis of the driver's forearm are on the same straight line, operability can be improved.
In the second input operation unit, the grip is held so as to be rotatable around the second rotation axis. With the grip held, the grip is rotated around the second rotation axis along with the rotation of the hand around the wrist.
The grip of the first input operation unit and the grip of the second input operation unit are common .
Further, the driver performs the driving with at least a part of the forearm supported by the armrest. The armrest may be provided so as to be able to support the entire forearm or a part of the forearm. When a part of the forearm is provided to be supportable, it is desirable to provide a part close to the elbow so as to be supportable. Further, the armrest can be provided to support not only at least a part of the forearm but also the elbow.
本発明に係る入力操作装置においては、アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が支持された状態における、前腕の軸線回りの手首の回転に伴うグリップの回転と、手首を中心とする手の回転に伴うグリップの移動とが入力操作とされる。特許文献1に記載の入力操作装置における場合とは、異なる運動が入力操作とされるのである。
この前腕の軸線回りの手首の回転も、手首を中心とした手の回転も、前腕の少なくとも一部がアームレストに支持された状態で可能な運動である。
このように、手首の前腕の軸線回りの回転と手の手首を中心とした回転とは、互いに独立した動きであるため、2つの入力操作を独立して行うことができる。
また、前腕の少なくとも一部がアームレストに支持された状態で運転を行うことができるため、車両の外乱の、運転者のグリップの操作への影響を小さくすることができる。外乱に起因して運転者に力が加わっても、前腕がアースレストに支持されているため運転者の上体を支えることができ、操作への影響を小さくすることができる。また、アームレストが平面視において車両の前後方向とほぼ平行に延びる状態で設けられた場合には、車両の制動中または駆動中に前後力が加わっても、これらによる、前腕の軸線回りの手首の回転、手首を中心とする手の回転への影響は小さいため、それによって、入力操作が運転者の意図とは異なる操作となることを回避することができるのである。
In the input operation device according to the present invention, in the state where at least a part of the driver's forearm is supported by the armrest, rotation of the grip accompanying rotation of the wrist around the axis of the forearm and rotation of the hand around the wrist The movement of the grip accompanying the movement is an input operation. A different motion is used as the input operation as compared with the case of the input operation device described in
Both the wrist rotation around the forearm axis and the hand rotation around the wrist are possible movements with at least a part of the forearm supported by the armrest.
Thus, since the rotation around the axis of the wrist forearm and the rotation around the wrist of the hand are independent movements, the two input operations can be performed independently.
In addition, since driving can be performed with at least a part of the forearm supported by the armrest, the influence of the disturbance of the vehicle on the operation of the driver's grip can be reduced. Even if force is applied to the driver due to disturbance, the upper arm of the driver can be supported because the forearm is supported by the earth rest, and the influence on the operation can be reduced. In addition, when the armrest is provided so as to extend substantially parallel to the front-rear direction of the vehicle in plan view, even if a front-rear force is applied during braking or driving of the vehicle, Since the influence on the rotation and the rotation of the hand around the wrist is small, it is possible to prevent the input operation from being different from the driver's intention.
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。 In the following, the invention that is claimed to be claimable in the present application (hereinafter referred to as “claimable invention”. The claimable invention is at least the “present invention” to the invention described in the claims. Some aspects of the present invention, including subordinate concept inventions of the present invention, superordinate concepts of the present invention, or inventions of different concepts) will be illustrated and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. Moreover, the aspect which deleted the component from the aspect of each term can also be one aspect of the claimable invention.
(1)運転者の手および前腕を用いて運転するための入力操作装置であって、
運転者の前腕の少なくとも一部を支持するアームレストと、
(a)運転者の手で把持されるグリップと、(b)そのグリップを、前記アームレストに運転者の前記前腕の少なくとも一部が支持された状態で、前記前腕の軸線の回りの手首の回転に伴って、その軸線と同一の直線である第1回転軸線回りに回転可能に保持するグリップ保持部とを備え、前記グリップの前記第1回転軸線回りの回転を入力操作とする第1入力操作部と、
(c)運転者の手で把持されるグリップと、(d)そのグリップを、前記アームレストに運転者の前記前腕の少なくとも一部が支持された状態で、前記手首を中心とした手の回転に伴って、前記第1回転軸線と交差する第2回動軸線回りに回動可能に保持するグリップ保持部とを備え、前記グリップの前記第2回動軸線回りの移動を入力操作とする第2入力操作部と
を含むことを特徴とする入力操作装置。
(2)前記第1入力操作部による入力操作が車両の操舵操作とされ、前記第2入力操作部による入力操作が前記車両の加減速指示操作とされた(1)項に記載の入力操作装置。
(3)前記第1回転軸線と前記第2回動軸線とが、前記手首において交差する(1)項または(2)項に記載の入力操作装置。
運転者(人間)において前腕の軸線と手の回転中心線とは手首において交差する。そのため、第1回転軸線と第2回動軸線とが、アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が保持された状態において、手首近傍で交差するようにするようにすれば、前腕の軸線回りの手首の回転に伴うグリップの第1回転軸線回りの回転と、手首を中心とする手の回転に伴うグリップの第2回動軸線回りの回動とを自然に行うことが可能となる。すなわち、運転者における前腕の軸線と手の回転中心線とが交差する位置(手首)と、第1回転軸線と第2回動軸線とが交差する位置とがほぼ同じ位置となるようにすれば、2つの操作を自然に行うことが可能となり、操作性の向上、操作の安定性を図ることができる。
なお、第1回転軸線と第2回動軸線とが成す角度は90°であっても、90°以外の角度であってもよい。
また、第1回転軸線と第2回動軸線とは、平面視において交差すればよい。第1回線軸線と第2回転軸線とは同一平面上にあっても、同一平面上になくてもよいのであり、本項に記載の「交差」には立体交差も含まれる。
さらに、手首の位置(手の回転中心線の位置)を正確に規定することは困難であり、一律に決めることはできない。しかし、標準的な大人の場合、前腕の長さはほぼ同じである。また、手の回転中心線は手の回転位相によって変わるが、大きく変わるわけではない。そのため、手首のおよその位置は、規定することができるのである。
また、アームレストと第1入力操作部や第2入力操作部との相対位置を調整可能とすることもできる。そのようにすれば、例えば、第2回動軸線と第1回転軸線との交点が運転者の手首近傍の位置となるようにすることが可能となり、操作性をさらに向上させることができる。
(4)前記第1回転軸線と第2回動軸線とが、同一平面上で、互いに直交する(3)項に記載
の入力操作装置。
第1回転軸線と第2回動軸線とが、運転者の手首近傍で直交するようにすることが望ましい。グリップが、第1入力操作部と第2入力操作部とで共通とされた場合には、グリップの中立位置において、第1回転軸線と第2回転軸線とが同一平面上にある。
(5)前記アームレストが、前記第1回転軸線とほぼ平行に延びた姿勢で設けられた(1)項ないし(4)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
本項に記載の入力操作装置によれば、運転者が前腕の少なくとも一部をアームレストに支持させた状態で、前腕の軸線と第1回転軸線とがほぼ平行となる。また、前腕の軸線と第1回転軸線とが同一直線上に位置するようにすることもできる。このように、前腕の軸線とグリップの第1回転軸線とが平行または同一直線上にあれば、グリップの操作性が向上する。
(6)前記アームレストに、前記運転者の前腕の軸線と交差する方向の移動を規制する規制部が設けられた(1)項ないし(5)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
規制部によれば、運転者の前腕の軸線と交差する方向の移動を規制することができる。
(7)前記規制部が、前記アームレストに、前記第1回転軸線とほぼ平行に設けられた(6)
項に記載の入力操作装置。
(8)前記規制部が、運転者の前腕の軸線と平行な方向の長さの1/3以上3/4以下の長さとされた(6)項または(7)項に記載の入力操作装置。
規制部が長すぎると、運転者の前腕の軸線回りの手首の回転や手首を中心とする手の回転操作が困難になる。規制部が短すぎると、外乱によって運転者の前腕が軸線と交差する方向に移動させられるおそれがある。これらを考慮すると、規制部の長さを前腕の長さの1/3以上3/4以下とすることが望ましい。また、規制部は、前腕の肘近傍から手首に向かって1/3以上3/4以下まで延びて設けられることが望ましい。
なお、規制部の長さは、2/3以下、3/5以下、1/2以下とすることがさらに望ましい。
(9)前記アームレストが、車両のほぼ前後方向に延びた姿勢で設けられ、前記規制部が、
前記アームレストの側部に設けられた(6)項ないし(8)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
アームレストは、前後方向に延びた姿勢で設けても、車両の前後方向線に対して交差する姿勢で設けてもよいが、車両の前後方向に延びた姿勢で設けた方が、制動時、駆動時に前後方向に作用する力に対する入力操作の影響を小さくすることができる。
なお、アームレストは、ほぼ水平に延びた姿勢で設けても、水平線に対して交差する姿勢で設けてもよい。
アームレストが車両のほぼ前後方向に延びた姿勢で設けられ、規制部が側部に設けられれば、車両の旋回中の横力に起因する運転者の車両の幅方向の移動を抑制することができ、横力の入力操作への影響を小さくすることができる。規制部は、サイド部材と称することができる。
(10)前記第1入力操作部のグリップと、前記第2入力操作部のグリップとの少なくとも一方が、概して卵型を成し、かつ、運転者の手の親指と、他の4本の指と手の平との少なくとも一方とで両側から挟んで保持可能な形状を成した(1)項ないし(9)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
グリップは、概して卵型を成したものであり、運転者の親指と、他の4本の指と手の平との少なくとも一方とで、両側から挟んで保持可能な形状を成したものである。グリップは、親指と手の平とで把持される場合や、親指と他の4本の指とで把持される場合がある。人間は、指を緩く曲げた場合(手の力を抜いた場合)、小指、人差し指が中指より手の平に近い側に位置するのが普通である。
そのため、グリップが卵型を成していれば、手の力を抜いた場合の手の内にグリップを収容することが可能となる。運転者はグリップを強く握ったり、指を大きく曲げることなく操作を行うことができるので、細かな操作が容易となる。また、グリップの操作において疲れ難くすることができる。さらに、グリップを把持するのに大きな力が必要でないため、力が弱い人(大きな力を出せない人)でもグリップを把持することができる。
(11)前記少なくとも一方のグリップが、前記第1回転軸線と直交する方向の断面の形状が楕円状を成したものであり、その楕円状の形状の短軸の長さが軸線に沿って変化し、かつ、その短軸の長さの最大値が3cm以上である(10)項に記載の入力操作装置。
短軸の最大値は、4cm以上、5cm以上、6cm以上とすることが望ましく、5cm程度とすれば、大人の手で、指を軽く曲げた状態で無理なく保持することができる。
(12)前記少なくとも一方のグリップが、前記第1回転軸線と直交する方向の断面の形状が楕円状を成し、その楕円状を成した形状の長軸と短軸との比率が、1.5以上2.0以下である(10)項または(11)項に記載の入力操作装置。
(13)前記少なくとも一方のグリップが、運転者の親指と係合するくぼみと、他の4本の指と接触する部分とを有する(10)項ないし(12)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
親指と係合するくぼみを設ければ、グリップを把持するのに便利である。なお、他の4本の指と係合するくぼみを設けることも可能であるが、4本の指は、グリップに沿って曲げることができるため、不可欠ではない。
(14)前記第1回転軸線が、前記グリップの前記第1回転軸線に直交する断面の中心から隔たった位置に設けられた(10)項ないし(13)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
グリップの中心が前腕の軸線上に位置する場合には、グリップの中心に第1回転軸線を設けることが望ましいが、これが異なる場合には、グリップの前腕の軸線に対応する位置に第1回転軸線を設けることが望ましい。
(15)前記第1入力操作部が、前記シャフトの回りのグリップの相対回転角度を検出する第1回転検出部と、前記グリップの前記シャフトの回りの相対回転に伴って反力を発生させる反力付与部とを含み、これらが前記共通のグリップの内部に設けられた(1)ないし(14)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
第1回転検出部や反力付与部は、グリップの内部に設けても、外部に設けてもよいが、これらの少なくとも一方を内部に設ければ、装置全体の小形化を図ることができる。
第1回転検出部によって検出されたグリップの第1回転軸線回りの回転角度が入力操作とされる。
なお、第1回転検出部と反力付与部との両方をグリップの内部に設けても、いずれか一方を内部に設けてもよい。
また、第1回転検出部と反力付与部とを合わせて第1回転機構と称することができる。
(16)前記第1入力操作部と前記第2入力操作部とで、前記グリップが共通とされた(1)
項ないし(15)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
グリップが共通とされれば、第1入力操作と第2入力操作とで、グリップを変える必要がなくなり、2つの入力操作を連続して行ったり、同時に行ったりする場合に有効である。
(17)前記第2入力操作部が、一端部において前記グリップに接続され、他端部において前記第2回動軸線回りに回動可能に保持されたアームを含む(16)項に記載の入力操作装置。
アームは、概してU字形に湾曲した形状にあり、一端部においてグリップに接続され、他端部において第2回動軸線回りに回動可能に保持される。その結果、グリップが第1回転軸線と交差する第2回動軸線回りに回動可能とされる。
(18)前記第1入力操作部のグリップ保持部が、前記グリップを、前記第1回転軸線と同一の軸線上に延び、その軸線の回りに相対回転可能に保持するシャフトを備え、前記第2入力操作部が、一端部において前記シャフトに接続され、他端部において前記第2回動軸線回りに相対回動可能に保持されたアームを含む(16)項または(17)項に記載の入力操作装置。
(19)前記第2入力操作部が、前記アームの第2回動軸線回りの回動角度を検出する第2入力操作検出部を含む(17)項または(18)項に記載の入力操作装置。
手首を中心とする手の回転に伴うグリップの第2回動軸線回りの回動角度は、アームの第2回動軸線回りの回動角度に対応するため、アームの第2回動軸線回りの回動角度を検出すれば、入力操作を検出することができる。
本項に記載の入力操作装置においては、グリップはアームに第1回転軸線回りに回転可能に保持されることになるため、アーム等によって第1入力操作部のグリップ保持部が構成されると考えることができる。また、アームおよびアームを第2回動軸線回りに回動可能に保持する部分等により第2入力操作部のグリップ保持部が構成されると考えることができる。
なお、アームは、グリップに直接接続するのではなく、グリップの移動に伴って移動する部材に接続することができる。しかし、グリップに直接接続する方が、グリップを第2回動軸線回りに回動させる場合のモーメント(力)を小さくすることができる。例えば、第1回転機構をグリップの外部に、グリップの移動に伴って移動可能に設け、その第1回転機構の本体にアームを接続することができるが、第1回転機構をグリップの内部に設け、そのグリップにアームを接続した方が、グリップの第2回動軸線回りの回動に要するモーメント(力)を小さくすることができるのである。
(20)当該入力操作装置が、車両の運転席側のドアに取り付けられた(1)項ないし(19)項
のいずれか1つに記載の入力操作装置。
入力操作装置は、運転席のアームレストに対応する位置に設けることができるが、運転席側のドアに取り付ければ、車室内の空間を広く利用することができる。また、運転席の右側に入力操作装置を設けた場合には、運転者の車への乗降時に邪魔になる。それを回避するためには、入力操作装置を保持する部材(アームレスト)を操作位置と待機位置とに切り換え可能(回動可能)にする構造が必要であるが、入力操作装置をドアに設ければ上述の構造が不要になり、その分、コストダウンを図ることができる。
なお、入力操作装置は、運転席の右側に設けても左側に設けてもよく、両側に設けてもよい。
(21)当該入力操作装置の少なくとも一部が、車両の運転席側のドアに設けられた凹部内に位置する状態で、取り付けられた(20)項に記載の入力操作装置。
ドアに凹部を設け、その凹部内に入力操作装置の一部が位置する状態で取り付ければ、車室内への出っ張りを少なくすることができる。
(22)前記第1入力操作部が、前記グリップの第1回転軸線回りの回転角度を検出する第1入力操作検出部を含むとともに、当該入力操作装置が、その第1入力操作検出部によって検出された入力操作を表す情報を、車両に設けられたアクチュエータ制御部に供給する操作入力情報供給部を含む(1)項ないし(21)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
操作入力情報供給部は、アクチュエータ制御部に入力操作を表す情報を無線で送信しても信号線を介して有線で送信してもよい。無線で送信する場合には、入力操作装置の設置の自由度を向上させることができる。入力操作が操舵操作である場合には、アクチュエータが車輪を転舵する転舵アクチュエータに対応し、アクチュエータ制御部が転舵制御部に対応する。
(23)前記第2入力操作部が、前記グリップの第2回動軸線回りの回転角度を検出する第2入力操作検出部を含み、当該入力操作装置が、その第2操作検出部によって検出された入力操作を表す情報を、車両に設けられたアクチュエータ制御部に供給する操作入力供給部を含む(1)項ないし(22)項のいずれか1つに記載の入力操作装置。
入力操作が加減速指示操作である場合には、アクチュエータが、例えば、駆動アクチュエータ、制動アクチュエータに対応し、アクチュエータ制御部が、駆動制御部、制動制御部に対応する。
(1) An input operation device for driving using a driver's hand and forearm,
An armrest that supports at least a portion of the driver's forearm;
(a) a grip gripped by the driver's hand, and (b) rotation of the wrist around the axis of the forearm with at least a part of the driver's forearm supported by the armrest. Accordingly, a first input operation including a grip holding portion that rotatably holds around the first rotation axis that is the same straight line as the axis thereof, and the rotation of the grip around the first rotation axis is an input operation. And
(c) a grip gripped by the driver's hand; and (d) the grip is rotated by the hand around the wrist with at least a part of the forearm of the driver supported by the armrest. Accordingly, a grip holding portion that rotatably holds the second rotation axis that intersects the first rotation axis is provided, and the movement of the grip around the second rotation axis is an input operation. An input operation device comprising an input operation unit.
(2) The input operation device according to (1), wherein the input operation by the first input operation unit is a vehicle steering operation, and the input operation by the second input operation unit is an acceleration / deceleration instruction operation of the vehicle. .
(3) The input operation device according to (1) or (2), wherein the first rotation axis and the second rotation axis intersect at the wrist.
In the driver (human), the forearm axis and the rotation center line of the hand intersect at the wrist. Therefore, if the first rotation axis and the second rotation axis intersect with each other in the vicinity of the wrist in a state where at least a part of the driver's forearm is held on the armrest, It is possible to naturally perform rotation of the grip around the first rotation axis along with the rotation of the wrist and rotation around the second rotation axis of the grip accompanying rotation of the hand around the wrist. That is, if the position (wrist) where the axis of the forearm and the rotation center line of the driver intersects with the driver and the position where the first rotation axis and the second rotation axis intersect are substantially the same position. The two operations can be naturally performed, so that the operability can be improved and the operation can be stabilized.
The angle formed by the first rotation axis and the second rotation axis may be 90 ° or an angle other than 90 °.
Moreover, what is necessary is just to cross | intersect a 1st rotation axis and a 2nd rotation axis in planar view. The first line axis and the second rotation axis may be on the same plane or not on the same plane, and the “intersection” described in this section includes a three-dimensional intersection.
Furthermore, it is difficult to accurately define the wrist position (the position of the rotation center line of the hand), and it cannot be determined uniformly. However, for standard adults, the length of the forearm is approximately the same. Further, the rotation center line of the hand changes depending on the rotation phase of the hand, but does not change greatly. Therefore, the approximate position of the wrist can be defined.
In addition, the relative position between the armrest and the first input operation unit or the second input operation unit can be adjusted. In this way, for example, the intersection of the second rotation axis and the first rotation axis can be located near the wrist of the driver, and operability can be further improved.
(4) The input operation device according to (3), wherein the first rotation axis and the second rotation axis are orthogonal to each other on the same plane.
It is desirable that the first rotation axis and the second rotation axis be orthogonal to each other in the vicinity of the driver's wrist. When the grip is common to the first input operation unit and the second input operation unit, the first rotation axis and the second rotation axis are on the same plane at the neutral position of the grip.
(5) The input operation device according to any one of (1) to (4), wherein the armrest is provided in a posture extending substantially parallel to the first rotation axis.
According to the input operation device described in this section, the axis of the forearm and the first rotation axis are substantially parallel with the driver supporting at least a part of the forearm on the armrest. Further, the axis of the forearm and the first rotation axis can be positioned on the same straight line. Thus, if the axis of the forearm and the first rotation axis of the grip are parallel or collinear, the operability of the grip is improved.
(6) The input operation device according to any one of (1) to (5), wherein the armrest is provided with a restricting portion that restricts movement in a direction intersecting the axis of the driver's forearm.
According to the restriction unit, it is possible to restrict movement in a direction intersecting the axis of the driver's forearm.
(7) The restricting portion is provided on the armrest substantially parallel to the first rotation axis (6)
The input operation device according to item.
(8) The input operation device according to (6) or (7), wherein the restriction portion has a length that is not less than 1/3 and not more than 3/4 of a length in a direction parallel to the axis of the driver's forearm. .
If the restricting portion is too long, it becomes difficult to rotate the wrist around the driver's forearm axis or to rotate the hand around the wrist. If the restricting portion is too short, the driver's forearm may be moved in a direction intersecting the axis due to disturbance. In consideration of these, it is desirable that the length of the restricting portion is 1/3 or more and 3/4 or less of the length of the forearm. Further, it is desirable that the restricting portion is provided extending from 1/3 to 3/4 toward the wrist from the vicinity of the elbow of the forearm.
The length of the restricting portion is more preferably 2/3 or less, 3/5 or less, and 1/2 or less.
(9) The armrest is provided in a posture extending substantially in the front-rear direction of the vehicle, and the restricting portion includes:
The input operation device according to any one of (6) to (8), which is provided on a side portion of the armrest.
The armrest may be provided in a posture extending in the front-rear direction or in a posture intersecting with the vehicle front-rear direction line. However, the armrest provided in a posture extending in the front-rear direction of the vehicle is driven during braking. Sometimes, the influence of the input operation on the force acting in the front-rear direction can be reduced.
The armrest may be provided in a posture that extends substantially horizontally or in a posture that intersects the horizontal line.
If the armrest is provided in a posture extending substantially in the front-rear direction of the vehicle and the restricting portion is provided on the side portion, the movement of the driver in the width direction of the vehicle due to the lateral force during turning of the vehicle can be suppressed. The influence of the lateral force on the input operation can be reduced. The restricting portion can be referred to as a side member.
(10) At least one of the grip of the first input operation unit and the grip of the second input operation unit is generally egg-shaped, and the thumb of the driver's hand and the other four fingers The input operation device according to any one of items (1) to (9), wherein the input operation device has a shape that can be held between both sides of the palm and at least one of the palm.
The grip generally has an oval shape, and has a shape that can be held between both sides by the driver's thumb and at least one of the other four fingers and the palm. The grip may be gripped by the thumb and the palm, or may be gripped by the thumb and the other four fingers. In general, when a finger is bent gently (when the hand is pulled out), the little finger and index finger are usually positioned closer to the palm than the middle finger.
Therefore, if the grip has an egg shape, the grip can be accommodated in the hand when the power of the hand is removed. Since the driver can perform the operation without strongly grasping the grip or bending the finger greatly, the detailed operation becomes easy. In addition, it is possible to reduce fatigue during the grip operation. Furthermore, since a large force is not required to grip the grip, even a person with a weak force (a person who cannot exert a large force) can grip the grip.
(11) The at least one grip has an elliptical cross-sectional shape perpendicular to the first rotation axis, and the length of the minor axis of the elliptical shape changes along the axis. In addition, the input operation device according to item (10), wherein the maximum value of the length of the minor axis is 3 cm or more.
The maximum value of the short axis is preferably 4 cm or more, 5 cm or more, and 6 cm or more, and if it is about 5 cm, it can be easily held by an adult's hand with a lightly bent finger.
(12) The cross section of the at least one grip in a direction orthogonal to the first rotation axis is elliptical, and the ratio of the major axis to the minor axis of the elliptical shape is 1. The input operation device according to (10) or (11), which is 5 or more and 2.0 or less.
(13) The at least one grip includes a recess that engages with the driver's thumb and a portion that contacts the other four fingers. Input operation device.
Providing a recess that engages the thumb is convenient for gripping the grip. Although it is possible to provide a recess that engages with the other four fingers, the four fingers are not indispensable because they can be bent along the grip.
(14) The input according to any one of (10) to (13), wherein the first rotation axis is provided at a position separated from a center of a cross section perpendicular to the first rotation axis of the grip. Operating device.
When the center of the grip is located on the axis of the forearm, it is desirable to provide the first rotation axis at the center of the grip. When this is different, the first rotation axis is at a position corresponding to the axis of the forearm of the grip. It is desirable to provide
(15) The first input operation unit detects a relative rotation angle of the grip around the shaft, and a reaction that generates a reaction force with the relative rotation of the grip around the shaft. The input operation device according to any one of items (1) to (14), further including a force applying unit, which are provided inside the common grip.
The first rotation detection unit and the reaction force application unit may be provided inside or outside the grip. However, if at least one of them is provided inside, the entire apparatus can be reduced in size.
The rotation angle around the first rotation axis of the grip detected by the first rotation detector is used as an input operation.
Note that both the first rotation detection unit and the reaction force application unit may be provided inside the grip, or either one may be provided inside.
The first rotation detection unit and the reaction force application unit can be collectively referred to as a first rotation mechanism.
(16) The grip is common to the first input operation unit and the second input operation unit. (1)
The input operation device according to any one of Items 15 to 15.
If the grip is common, it is not necessary to change the grip between the first input operation and the second input operation, which is effective when two input operations are performed continuously or simultaneously.
(17) The input according to (16), wherein the second input operation portion includes an arm connected to the grip at one end and rotatably held around the second rotation axis at the other end. Operating device.
The arm has a generally U-shaped curved shape, is connected to the grip at one end, and is held rotatably at the other end around the second rotation axis. As a result, the grip can be rotated around the second rotation axis that intersects the first rotation axis.
(18) The grip holding portion of the first input operation portion includes a shaft that extends on the same axis as the first rotation axis and holds the grip so as to be relatively rotatable around the axis. The input operation unit according to (16) or (17), wherein the input operation unit includes an arm connected to the shaft at one end and held at the other end so as to be relatively rotatable about the second rotation axis. Operating device.
(19) The input operation device according to (17) or (18), wherein the second input operation unit includes a second input operation detection unit that detects a rotation angle of the arm around a second rotation axis. .
The rotation angle of the grip around the second rotation axis associated with the rotation of the hand around the wrist corresponds to the rotation angle of the arm around the second rotation axis. If a rotation angle is detected, an input operation can be detected.
In the input operation device described in this section, since the grip is held by the arm so as to be rotatable around the first rotation axis, it is considered that the grip holding unit of the first input operation unit is configured by the arm or the like. be able to. Further, it can be considered that the grip holding portion of the second input operation portion is configured by the arm and the portion that holds the arm so as to be rotatable about the second rotation axis.
The arm can be connected not to the grip directly but to a member that moves as the grip moves. However, the direct connection to the grip can reduce the moment (force) when the grip is rotated about the second rotation axis. For example, the first rotation mechanism can be provided outside the grip so as to be movable as the grip moves, and an arm can be connected to the main body of the first rotation mechanism, but the first rotation mechanism is provided inside the grip. If the arm is connected to the grip, the moment (force) required to rotate the grip around the second rotation axis can be reduced.
(20) The input operation device according to any one of (1) to (19) , wherein the input operation device is attached to a driver side door of the vehicle.
The input operation device can be provided at a position corresponding to the armrest of the driver's seat. However, if the input operation device is attached to the door on the driver's seat side, the space in the passenger compartment can be widely used. Further, when the input operation device is provided on the right side of the driver's seat, it gets in the way when the driver gets in and out of the car. In order to avoid this, it is necessary to have a structure in which the member (armrest) for holding the input operation device can be switched (rotatable) between the operation position and the standby position, but the input operation device is provided on the door. For example, the above-described structure becomes unnecessary, and the cost can be reduced accordingly.
The input operation device may be provided on the right side, the left side, or both sides of the driver's seat.
(21) at least a portion of the input operating device, in a state located in a recess provided in the door on the driver's seat side of the vehicle, mounted (20) input operating device according to claim.
Protruding into the passenger compartment can be reduced if a recess is provided in the door and the door is attached in a state where a part of the input operation device is located in the recess.
(22) The first input operation unit includes a first input operation detection unit that detects a rotation angle around the first rotation axis of the grip, and the input operation device is detected by the first input operation detection unit. The input operation device according to any one of items (1) to (21) , including an operation input information supply unit that supplies information representing the input operation performed to an actuator control unit provided in the vehicle.
The operation input information supply unit may transmit information representing the input operation to the actuator control unit wirelessly or via a signal line. In the case of wireless transmission, the degree of freedom of installation of the input operation device can be improved. When the input operation is a steering operation, the actuator corresponds to a steering actuator that steers the wheel, and the actuator control unit corresponds to the steering control unit.
(23) The second input operation unit includes a second input operation detection unit that detects a rotation angle of the grip around the second rotation axis, and the input operation device is detected by the second operation detection unit. The input operation device according to any one of items (1) to (22) , further including an operation input supply unit that supplies information representing an input operation to an actuator control unit provided in the vehicle.
When the input operation is an acceleration / deceleration instruction operation, for example, the actuator corresponds to a drive actuator or a brake actuator, and the actuator control unit corresponds to a drive control unit or a brake control unit.
以下、本発明の一実施形態である入力操作装置について図面に基づいて詳細に説明する。
当該入力操作装置は、図4に示すように、運転席側のドア10の内側に取り付けられる。ドア10に設けられた凹部12に一部が配設された状態で、かつ、ドア10に設けられたアームレスト14を利用して取り付けられるのである。
ドア10に設けられたアームレスト14は、ほぼ車両の前後方向に、かつ、ほぼ水平に延びたものである。
アームレスト14には規制部としてのサイド部材20が設けられる。サイド部材20はアームレスト14と平行に設けられる。
なお、ドア10の内側面を利用して規制部とすることもできる。
Hereinafter, an input operation device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 4, the input operation device is attached to the inside of the driver side door 10. It is attached in a state in which a part is disposed in the recess 12 provided in the door 10 and using the
The armrest 14 provided on the door 10 extends substantially in the front-rear direction of the vehicle and substantially horizontally.
The
In addition, it can also be set as a control part using the inner surface of the door 10. FIG.
図1〜3において、入力操作装置は、第1入力操作部としての操舵入力操作部26と、第2入力操作部としての加減速指示入力操作部28とを含む。本実施形態においては、グリップ30が、操舵入力操作部26と加減速指示入力操作部28とにおいて共通とされる。
1 to 3, the input operation device includes a steering
グリップ30は概して卵型を成したものであり、第1回転軸線としての操舵回転軸線Lsに直交する断面の形状が楕円形状を成す。グリップ30の側部にはくぼみ36が設けら
れる。
グリップ30は、操舵回転軸線Ls回りに回転可能に保持される。操舵回転軸線Lsを軸線とするシャフト38(図4参照)が設けられ、そのシャフト38に相対回転可能に取り付けられるのであり、シャフト38にアーム40が接続される。本実施形態においては、シャフト38、アーム40等によって第1入力操作部のグリップ保持部(第1グリップ保持部)41(図5参照)が構成される。なお、図2,3に示すように、シャフト38は、グリップ30の中心よりやや下方に設けられる(アーム40がグリップ30の中心より下方に接続される)。
また、本実施形態においては、図5ないし7に示すように、グリップ30の内部に操舵回転機構42が設けられる。この操舵回転機構42,グリップ30,グリップ保持部41等により操舵入力操作部26が構成される。
The
The
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 to 7, a steering rotation mechanism 42 is provided inside the
アーム40はU字形に湾曲した形状を成したものであり、一端部がシャフト38に接続され、他端部が加減速指示回転機構44に加減速回動軸線Lg回りに回動可能に保持される。その結果、加減速回動軸線Lgと操舵回転軸線Lsとが、互いに交差(直交)する状態となる。グリップ30は、アーム40、加減速指示回転機構44等により加減速回動軸線Lg回りに回動可能に保持されるため、アーム40,加減速指示回転機構44のアーム40を保持する部分等により第2入力操作部のグリップ保持部(第2グリップ保持部)45が構成される。また、グリップ30,アーム40,加減速指示回転機構44等により加減速指示入力操作部28が構成される。
The
本実施形態においては、操舵回転機構42と加減速指示回転機構44とで、構造が同じものであるため、操舵回転機構42について説明し、加減速指示回転機構44についての説明を省略する。
図5において、ベース部材52が、シャフト38にベアリング54を介して相対回転可能に取り付けられる。ベース部材52には、グリップ30のハウジング53(図1〜3参照)が相対回転不能に取り付けられる。ハウジング53は、複数個に分割されており、分割された部分がそれぞれ取り付けられることにより、卵型を成す。運転者が、グリップ30を把持して(ハウジング53を把持して)回転させると、ベース部材52が回転させられる。
In the present embodiment, the steering rotation mechanism 42 and the acceleration / deceleration
In FIG. 5, the
シャフト38には、ダンパ駆動ギア54,ポテンショメータ駆動ギア56が相対回転不能に取り付けられる。
一方、ベース部材52には、ダンパ駆動伝達ギア58、ポテンショメータギア60,62(図6参照)が、それぞれ、ベース部材52に対して相対回転可能に取り付けられる。ダンパ駆動伝達ギア58はダンパ駆動ギア54に噛合する状態で取り付けられ、ポテンショメータギア60,62は、ポテンショメータ駆動ギア56に噛合する状態で取り付けられる。
A
On the other hand, a damper
ベース部材52には、ダンパ70が設けられる。
ダンパ70は、図8に概念的に示すように、ダンパ駆動伝達ギア58と噛合する状態で、ベース部材52に対して相対回転可能に設けられたダンパギア74と、そのダンパギア74と一体的に回転可能な回転側部材76と、ベース部材52に相対移動不能に設けられたベース側部材78と、これら回転側部材76とベース側部材78との間に設けられたシリコンオイル80とを含む。ベース部材52の操舵回転軸線Ls回りの回転に伴いダンパ駆動伝達ギア58が回転させられるとともにダンパギア74が回転させられ、それにより、ベース側部材78と回転側部材76とが相対回転させられる。これらの間の相対回転によって、シリコンオイル80の粘性により抵抗が加えられる。
なお、回転側部材76とベース側部材78との互いに対向する面同士の対は、複数対設けることが望ましいが、1対でもよい。
A
As conceptually shown in FIG. 8, the
In addition, although it is desirable to provide a plurality of pairs of mutually opposing surfaces of the
ベース部材52には、また、2つのポテンショメータ82(一方のみ図5に記載)が設けられる。ポテンショメータ82は、ベース部材52に対するポテンショメータギア60(62)の回転角度を検出するものである。
図示は省略するが、ポテンショメータギア60,62と一体的に回転可能な被検出部とベース部材52に固定の検出部とを含むものである。本実施形態においては、ポテンショメータギア60,62とポテンショメータギアシャフト84とが一体的に回転可能に設けられるため、被検出部は、ポテンショメータギア60,62に設けても、ポテンショメータギアシャフト84に設けてもよい。
ポテンショメータを2つ設けたのは、フェールセーフのためである。
なお、ポテンショメータにおいて、検出部は、被検出部の回転を、光学的に検出するものであっても、電気的(磁気的)に検出するものであってもよい。
The
Although not shown in the figure, a detected portion that can rotate integrally with the potentiometer gears 60 and 62 and a detecting portion fixed to the
The reason for providing two potentiometers is for fail-safe.
In the potentiometer, the detection unit may optically detect the rotation of the detected portion or may detect it electrically (magnetically).
一方、シャフト38には、ねじりコイルスプリング(以下、単にスプリングと称する)90が巻き付けられた状態で取り付けられる。スプリング90は、一対のスプリングリテーナ92,93の間に設けられるのであるが、スプリングリテーナ92,93は、シャフト38に相対回転不能に取り付けられる。スプリングリテーナ92,93のスプリング90の両端部94,95に対応する部分にはスプリング固定部材96,97が設けられ、ベース部材52の両端部94,95に対応する部分にはスプリング駆動部材98,99が設けられる。
本実施形態においては、これらスプリング固定部材96,97、スプリング駆動部材98,99が、中立位置において、スプリング90の端部94,95にそれぞれ当接した状態で設けられる。この状態において、スプリング90には、初期荷重が加えられており、多少ねじられた状態にある。
なお、ベース部材52に固定されたスプリング駆動部材98とスプリングリテーナ92に固定されたスプリング固定部材96とは、いずれの方向に相対回転する場合においても互いに干渉することがない状態(形状)で設けられる。同様に、スプリング駆動部材99とスプリング固定部材97とも、いずれの方向に相対回転する場合においても、互いに干渉することがない状態で設けられる。
On the other hand, a torsion coil spring (hereinafter simply referred to as a spring) 90 is wound around the shaft 38. Although the
In the present embodiment, the
The
グリップ30が中立位置にある場合には、図6,7に示す状態にある。また、上述のように、スプリング固定部材96,97、スプリング駆動部材98,99がスプリング90の端部94,95に当接した状態にあるため、グリップ32の中立位置においてベース部材52とシャフト38との相対回転が阻止される。
グリップ30が右方向に回転させられると、それに伴ってベース部材52がシャフト38の回りに右方向へ相対回転させられる。
図6に示すように、ポテンショメータギア60,62がポテンショメータ駆動ギア56によって回転させられ、ダンパ駆動伝達ギア58がダンパ駆動ギア54によって回転させられる。ポテンショメータギア60,62の回転がポテンショメータ82によって検出され、それに基づいて、ベース部材52のシャフト38の回りの回転角度が検出される。この回転角度が操舵入力とされる。
ダンパ駆動伝達ギア58の回転に伴ってダンパギア74が回転させられ、ダンパ70において回転側部材76とベース側部材78とが相対回転させられる。これらの相対速度に応じた抵抗力がシリコンオイル80により加えられる。
When the
When the
As shown in FIG. 6, the potentiometer gears 60 and 62 are rotated by the
The
図7に示すように、ベース部材52が右方向に回転させられる場合には、スプリング90において、端部95の移動がスプリング固定部材97によって阻止された状態で、端部94がスプリング駆動部材98によって移動させられる。それによって、スプリング90が巻き締められ、スプリング90の弾性力に応じた反力が発生し、運転者に付与される。上述のように、本実施形態においては、中立位置において、スプリング駆動部材98,99およびスプリング固定部材96,97がスプリング90に当接した状態にあるため、ベース部材52の回転に伴って反力を付与することができる。
この場合のベース部材52の回転限度は、スプリング駆動部材98がスプリング固定部材97に当接することによって規定される。この場合には、端部94がスプリング駆動部材98とスプリング固定部材97とに挟まれた状態となる。また、グリップ30に加えられる力が弱められるか0にされれば、スプリング90の復元力に原位置に戻されるが、その場合に、ダンパ70の作動により急激に戻ることが防止される。
As shown in FIG. 7, when the
In this case, the rotation limit of the
左方向に回転した場合には、図6において、ポテンショメータギア60,62、ダンパ駆動ギア58の回転方向が逆になり、図7において、スプリング90において、スプリング固定部材96によって端部94の移動が阻止された状態で端部95がスプリング駆動部材99によって移動させられて、巻き付けられることになる。この場合には、スプリング駆動部材99がスプリング固定部材96に当接することによってベース部材52の左方向の回転限度が規定される。この場合には、端部95が、スプリング駆動部材99とスプリング固定部材96とに挟まれる。
このように、グリップ30の回転限度は、スプリング駆動部材98,99がスプリング固定部材97,96に当接することによって規定されるのであり、スプリング駆動部材98,99、スプリング固定部材96,97は、ストッパとしての機能も有する。
すなわち、ベース部材52の回転許容範囲は、スプリング駆動部材98,99のベース部材52に対する固定位置、スプリング固定部材96,97のスプリングリテーナ92,93に対する固定位置によって決まるのであり、これらの固定位置を変更することによって、回転許容範囲を調整することができる。
In the case of rotation in the left direction, the rotation directions of the potentiometer gears 60 and 62 and the
Thus, the rotation limit of the
That is, the allowable rotation range of the
加減速指示回転機構44においては、シャフト38が、それの軸線が加減速回転軸線Lgとなるように設けられ、シャフト38がベース部材52に対して相対回転可能に設けられ、アーム40がシャフト38に相対回転不能に接続される。ベース部材52はアームレスト14に固定される。アーム40の回動に伴ってシャフト38がベース部材52に対して相対回転させられるのであり、そのシャフト38のベース部材52に対する回転角度が加減速指示入力とされる。
また、図2,3に示すように、加減速回転軸線Lgと操舵回転軸線Lsとが、グリップ30の加減速入力に対する中立位置において同一平面上に位置する状態とされる。その結果、操舵回転軸線Lsと加減速回転軸線Lgとは同一平面上で、かつ、互いに直交することになる。
In the acceleration / deceleration
As shown in FIGS. 2 and 3, the acceleration / deceleration rotation axis Lg and the steering rotation axis Ls are positioned on the same plane at the neutral position with respect to the acceleration / deceleration input of the
このように、本実施形態においては、操舵回転機構42のポテンショメータ駆動ギア56,ポテンショメータギア60,62,ポテンショメータ82,83等により操舵入力検出部120が構成され、スプリング90,スプリング駆動部材98,99、スプリング固定部材96,97等により反力付与部122が構成される。加減速回転機構44についても同様であり、ポテンショメータ駆動ギア56,ポテンショメータギア60,62,ポテンショメータ82,83等により加減速指示入力検出部が構成され、スプリング90,スプリング駆動部材98,99、スプリング固定部材96,97等により反力付与部が構成される。
Thus, in the present embodiment, the steering
運転者は、車両の運転をする場合に、図1、2に示すように、前腕150を、アームレスト14に載せ、サイド部材20に押し付ける。前腕150は、車両の前後方向に延び、かつ、前腕150の軸線Lhが操舵回転軸線Lsとほぼ同一直線上に位置する状態とされる。この状態でグリップ30を把持するのであるが、親指152がくぼみ36と係合し、手のひら154の一部,他の4本の指156がグリップ30に接する状態とされる。指152,156は緩く(無理なく)曲げた状態となる。
車両を操舵する場合には、グリップ30を把持した状態で、手首160を前腕150の軸線Lhの回りに回転させる。グリップ30は操舵回転軸線Ls回りに回転させられる。グリップ30の回転方向は操舵方向に対応し、回転角度は操舵角度に対応する。
車両を加速、減速する場合には、グリップ30を把持した手162を手首160の回りに上下方向に回転させる。グリップ30の中立位置からの上方または下方への回動が、加速指示または減速指示に対応し、回動角度が、指示加速度、指示減速度(指示駆動力、指示制動力)に対応する。
When driving the vehicle, the driver places the
When steering the vehicle, the
When accelerating or decelerating the vehicle, the
このように、運転者は前腕150をアームレスト14に支持させた状態で、手首160の前腕の軸線Lh回りの回転と、手首160を中心とした手162の回転とによって車両の操舵入力操作と加減速指示入力操作とを行うことができる。操舵入力操作と加減速指示入力操作とを片手で行うことができるのである。また、前腕150の軸線Lh回りの手首160の回転と手首160を中心とする手162の回転とは独立した動きであるため、操舵入力操作と加減速指示入力操作とを別個独立に行うことができる。
さらに、前後方向に延びたアームレスト14にはサイド部材20が設けられるため、車両の旋回時等に横力が作用した場合に、前腕150の車両の幅方向の移動を防止することができる。また、サイド部材20によって運転者の上体を支えることもできる。
さらに、前腕150が前後方向に延びて支持されているため、車両の制動、駆動時等に作用する前後力の手首160の前腕150の軸線Ls回りの回転、手162の手首160に対する回転への影響を小さくすることができる。
このように、本操作入力装置によれば、操舵入力操作、加減速支持入力操作における車両の外乱の影響が小さいため、運転者の意図通りに正確に入力操作を行うことができる。
また、グリップ30を無理なく把持することができるため疲れ難く、操作性がよい。そのため、細かな操作が可能となる。
In this way, with the
Further, since the armrest 14 extending in the front-rear direction is provided with the
Further, since the
Thus, according to this operation input device, since the influence of the disturbance of the vehicle in the steering input operation and the acceleration / deceleration support input operation is small, the input operation can be performed accurately as the driver intends.
Further, since the
グリップ30の操舵操作における中立位置は、車両が直進する場合に対応する位置であり、グリップ30の形状で決まる。本実施形態においては、運転者が前腕150をアームレスト14に支持させた状態で、グリップ30を自然に把持し得る姿勢にある位置を中立位置とした。
グリップ30の加減速操作における中立位置は、車両が加速も減速もしない場合の位置であり、アーム40がほぼ水平にある位置(操舵回転軸線Lsと加減速回転軸線Lgとが同一平面上にある位置)である。
また、グリップ30のシャフト38回りの回転許容範囲、アーム40の加減速回転軸線Lg回りの回動許容範囲は、人間工学的に、手首160の回転可能な範囲、手162の回転可能な範囲等に基づいて、それぞれ設定することができる。
さらに、操舵操作時に加えられる反力の大きさ(グリップ30のシャフト38の回りの回転角度と反力との関係)、加減速指示操作時に加えられる反力の大きさ(アーム40の回動角度と反力との関係)は、人間工学的に、手首160の回転時に出力可能な力の大きさ、手162の回転時に出力可能な力の大きさ等に基づいて、それぞれ、設定することができる。これらは、スプリング90の弾性力を変更することによって調整することができる。また、ダンパ70の設計を変更することによって、抵抗力の大きさを調整することができる。
さらに、操舵入力操作部26,加減速指示入力操作部28各々における、操作量と反力との関係、操作可能な範囲等は、別個に調整しても、互いに関連して調整してもよい。また、運転者の特性(力が弱い人か否か、手首の前腕の軸線回りの回転、手首を中心とする手の回転等が苦手か否か)等によって個々に調整することもできる。
また、アームレスト14に対して操舵入力操作部26,加減速入力操作部28等(本実施形態においては、グリップ30およびアーム40を保持する加減速回転機構44)を移動可能に設けることもできる。標準的な運転者の場合、前腕の長さは大きく変わらないため、調整する必要性は高くないが、調整可能とすれば、運転者個々に適した設定とすることができ、操作性をより一層高めることができる。
The neutral position in the steering operation of the
The neutral position in the acceleration / deceleration operation of the
Further, the allowable rotation range around the shaft 38 of the
Further, the magnitude of the reaction force applied during the steering operation (relationship between the rotation angle around the shaft 38 of the
Further, the relationship between the operation amount and the reaction force, the operable range, and the like in each of the steering
In addition, the steering
なお、グリップ30の操舵入力操作における中立位置は、グリップ30を自然に把持した状態で、運転者の親指152が他の4本の指154より下方となる位置とすることもできる。力が弱い運転者にとっては、親指152を上方または外方へ移動させる方向(手のひら154が上方を向く方向)への運動が反対方向の運動より容易で、かつ、力を出しやすいからである。
また、グリップ30の操舵入力操作における中立位置、加減速指示入力操作における中立位置は、運転者によって適宜設定可能とすることもできる。
Note that the neutral position in the steering input operation of the
Further, the neutral position in the steering input operation of the
さらに、操舵回転機構42,加減速指示回転機構44の構造等は、上記実施形態におけるそれに限らない。
例えば、ダンパ,ポテンショメータ等はシャフト38と同軸的に設けることができる。また、グリップ30の操舵回転軸線Ls回りの回転角度、アーム40の加減速回転軸線Lg回りの回転角度は、エンコーダ等によって検出されるようにすることができる。
さらに、回転運動を検出するのではなく、回転運動を直線運動に変換する運動変換装置を設け、直線運動における移動距離が検出されるようにすることができる。同様に、ダンパもロータリダンパではなく、2部材の相対的な直線運動に応じた抵抗力を発生可能なものとすることができる。
また、上記実施形態においては、複数のギアを介してグリップ30の回転がダンパやポテンショメータに伝達されるようにされていたが、それに限らない。プーリおよびワイヤまたはタイミングベルトを利用して伝達されるようにすることもできる。
さらに、反力を付与するためには電動モータを用いることができる。電動モータへの供給電流の制御により、反力の大きさを制御することができる。反力は、車両の走行状態、路面の状態に基づいて制御することも可能である。
Furthermore, the structure of the steering rotation mechanism 42 and the acceleration / deceleration
For example, a damper, a potentiometer or the like can be provided coaxially with the shaft 38. The rotation angle of the
Furthermore, instead of detecting the rotational motion, a motion conversion device that converts the rotational motion into a linear motion can be provided so that the movement distance in the linear motion can be detected. Similarly, the damper is not a rotary damper and can generate a resistance force corresponding to the relative linear motion of the two members.
Moreover, in the said embodiment, although rotation of the
Furthermore, an electric motor can be used to apply a reaction force. The magnitude of the reaction force can be controlled by controlling the current supplied to the electric motor. The reaction force can also be controlled based on the running state of the vehicle and the road surface state.
また、入力操作装置を、運転席側のドア10に取り付けることは不可欠ではなく、運転席の右側と左側との少なくとも一方の側にアームレストとして利用し得る位置に取り付けることもできる。入力操作装置は、運転席の右側に設けても左側に設けても左右両側に設けてもよい。
さらに、入力操作装置は、車両の前後方向とほぼ平行に設けることは不可欠ではなく、前後方向に延びる軸線に対して交差する向きで設けることができる。
また、水平な姿勢で設けることは不可欠ではなく、水平線に対して交差する姿勢で設けることができる。この場合には、前腕と上腕との成す角度が90°より大きい状態で操作可能な姿勢で設けることが望ましい。
Moreover, it is not indispensable to attach the input operation device to the door 10 on the driver's seat side, and it may be attached to a position that can be used as an armrest on at least one of the right side and the left side of the driver's seat. The input operation device may be provided on the right side, the left side, or both the left and right sides of the driver's seat.
Furthermore, it is not essential to provide the input operation device substantially parallel to the front-rear direction of the vehicle, and the input operation device can be provided in a direction intersecting with an axis extending in the front-rear direction.
In addition, it is not essential to provide in a horizontal posture, and it can be provided in a posture that intersects the horizontal line. In this case, it is desirable to provide a posture that allows operation in a state where the angle between the forearm and the upper arm is greater than 90 °.
本発明の別の一実施形態である入力操作装置を図9に示す。本実施形態においては、操舵回転機構200がグリップ30の外部に設けられる。また、アーム202がグリップ30に直接接続されるのではなく、操舵回転機構200を介して接続される。
図9において、操舵回転軸線Lsと同一の軸線を有するシャフト210が、グリップ30に相対回転不能に設けられるとともに操舵回転機構200に接続される。操舵回転機構200は、固定的に設けられたのではなく、シャフト210の移動に伴って移動可能なものである。
操舵回転機構200において、ベース部材212がシャフト210に相対回転可能に取り付けられる。また、アーム202は、概してL字形に湾曲した形状を成したものであり、一端部が加減速指示回転機構213に加減速回転軸線Lgに対して回動可能に保持され、他端部が操舵回転機構200のベース部材212に固定される。
グリップ30の上下方向の移動(運転者の手首160を中心とした手162の回転)に伴ってベース部材212(操舵回転機構200)が上下方向に移動させられ、それによってアーム202が加減速指示回転機構213の加減速回転軸線Lgに対して回動させられる。
FIG. 9 shows an input operation device according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the
In FIG. 9, a
In the
As the
操舵回転機構200と加減速指示回転機構213とは構造が同じものであるため、操舵回転機構200について説明する。
操舵回転機構200において、シャフト210には、ダンパ駆動ギア214が相対回転不能に取り付けられる一方、ベース部材212には、ダンパ駆動伝達ギア220が相対回転可能に、ダンパ駆動ギア214に噛合した状態で取り付けられる。ダンパ駆動伝達ギア220の回転に伴ってダンパ222が作動させられる。
また、シャフト210と同軸的にポテンショメータ226,228が設けられるとともに、上記実施形態と同様の反力付与部122が設けられる。
加減速指示回転機構213において、アーム202の一端部が、シャフト210に相対回転不能に設けられた回動伝達アーム230に接続される。
Since the
In the
Further,
In the acceleration / deceleration instruction rotation mechanism 213, one end of the arm 202 is connected to a
運転者の手首160の前腕150の軸線Lh回りの回転に伴ってグリップ30およびシャフト210が操舵回転軸線Ls回りに回転させられる。この回転がポテンショメータ226,228によって検出され、操舵入力とされる。
運転者の手162の手首160回りの上下方向の回転に伴ってグリップ30および操舵回転機構200が上下方向に移動させられ、それによってアーム202および回動伝達アーム230がシャフト210の回りに回転させられる。この回転が図示しないポテンショメータによって検出され、加減速指示入力とされる。
As the
As the driver's
本実施形態においては、操舵回転機構200およびシャフト210等により第1グリップ保持部250が構成され、ポテンショメータ226、228等により操舵入力検出部252が構成される。また、アーム202と回動伝達アーム230とによって特許請求の範囲に記載のアームが構成すると考えることができる。
本実施形態における(図9に示す)入力操作装置と上記実施形態における(図1〜8に示す)入力操作装置とでは、本実施形態における方が、グリップ30を加減速回転軸線Lg回りに回動させる場合に大きなモーメント(力)が必要になる。その分、アーム202の回転角度と反力との関係を上記実施形態における入力操作装置における場合と同じにする場合には、上記実施形態に係る加減速指示回転機構44における反力付与部122のスプリングを、弾性力が小さいものとすることができる。
In the present embodiment, the first
In the input operation device (shown in FIG. 9) in the present embodiment and the input operation device (shown in FIGS. 1 to 8) in the above embodiment, the
なお、反力付与部122の構造は、上記実施形態におけるそれに限らない。例えば、図10に示す構造を成したものとすることができる。本実施形態においては、反力付与部260を操舵回転機構200に適用した場合について説明する。
図10において、シャフト210に、それと相対回転不能にプーリ262が取り付けられる。また、ベース部材212には、一対の引っ張りコイルスプリング270,272が取り付けられる。スプリング270,272の一端部が、それぞれ、ベース部材212に固定部材274,276によって固定され、他端部同士がワイヤ278を介して連結される。ワイヤ278はプーリ262に巻き掛けられて、固定点Psにおいて固定される。
In addition, the structure of the reaction
In FIG. 10, a
中立状態においては、スプリング270,272のいずれにおいても弾性力が小さい状態にある。
それに対して、右方向に回転させられた場合には、プーリ262がシャフト210の回転に伴って回転し、スプリング270が伸ばされる。そのスプリング270の弾性力に応じた反力が付与される。また、シャフト210に加わる力が小さくなるか0にされれば、スプリング270の復元力により中立位置に戻される。この場合に、スプリング270,272の反力と回転角度との関係を図11に示す。
In the neutral state, both the
On the other hand, when rotated in the right direction, the
なお、反力付与部260は操舵回転機構42、加減速回転機構44に適用することもできる。その場合には、プーリ262がシャフト38に相対回転不能に取り付けられること
になる。シャフト38に対してベース部材52が右方向に相対回転すると、スプリング272が引っ張られて、反力を付与することになる。
The reaction
上記複数の実施形態を記載したが、それぞれの実施形態を組み合わせた態様で実施することも可能である。
その他、本発明は、上記態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
Although the above-described plurality of embodiments have been described, it is also possible to implement the embodiments in a combination of the embodiments.
In addition to the above aspects, the present invention can be practiced in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
10:ドア 14:アームレスト 20:サイド部材 26:操舵入力操作部 28:加減速指示入力操作部 30:グリップ 38:シャフト 40:アーム 41:第1グリップ保持部 42:操舵回転機構 44:加減速指示回転機構 45:第2グリップ保持部 120:操舵入力検出部 122:反力付与部 200:操舵回転機構 213:加減速指示回転機構 252:操舵入力検出部 250:第1グリップ保持部 260:反力付与部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Door 14: Armrest 20: Side member 26: Steering input operation part 28: Acceleration / deceleration instruction input operation part 30: Grip 38: Shaft 40: Arm 41: 1st grip holding part 42: Steering rotation mechanism 44: Acceleration / deceleration instruction Rotation mechanism 45: second grip holding unit 120: steering input detection unit 122: reaction force applying unit 200: steering rotation mechanism 213: acceleration / deceleration instruction rotation mechanism 252: steering input detection unit 250: first grip holding unit 260: reaction force Granting part
Claims (14)
(a)そのアームレストに支持された運転者の前腕の軸線と同一の直線である第1回転軸線上に延びたシャフトと、(b)そのシャフトに、前記第1回転軸線回りに相対回転可能に保持されたグリップとを備え、前記アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が支持されるとともに、前記グリップが前記運転者の手によって把持された状態における、前記前腕の軸線の回りの手首の回転に伴う前記グリップの前記シャフトに対する前記第1回転軸線回りの回転を入力操作とする第1入力操作部と、
(c)U字形に湾曲した形状を成し、一端部において前記シャフトに接続されたアームと、(d)前記第1回転軸線から外れた位置に設けられ、前記アームの他端部を、前記アームレストに支持された少なくとも一部の前腕の手首の位置において前記第1回動軸線と交差する第2回動軸線回りに回動可能に保持する保持部と、(e)前記グリップとを備え、前記アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が支持されるとともに、前記グリップが前記運転者の手によって把持された状態における、前記手首を中心とした前記手の回動に伴う前記グリップおよび前記アームの前記第2回動軸線回りの回動を入力操作とする第2入力操作部と
を含むことを特徴とする入力操作装置。 An armrest that supports at least a portion of the driver's forearm;
(a) a shaft extending on a first rotation axis that is the same straight line as the axis of the driver's forearm supported by the armrest; and (b) a relative rotation about the first rotation axis on the shaft. Rotation of the wrist around the axis of the forearm in a state where at least a part of the driver's forearm is supported by the armrest and the grip is held by the driver's hand A first input operation unit that performs an input operation on rotation of the grip around the first rotation axis with respect to the shaft;
(c) an U-shaped curved shape, and an arm connected to the shaft at one end; (d) provided at a position deviated from the first rotation axis; and the other end of the arm A holding portion that holds the second pivot axis that intersects the first pivot axis at the wrist position of at least a portion of the forearm supported by the armrest, and (e) the grip. The grip and the arm associated with the rotation of the hand around the wrist in a state where at least a part of the driver's forearm is supported by the armrest and the grip is gripped by the driver's hand A second input operation unit that uses rotation about the second rotation axis as an input operation;
The input device, which comprises a.
(a)そのアームレストに支持された運転者の前腕の軸線と同一の直線である第1回転軸線上に延びたシャフトと、(b)そのシャフトに、前記第1回転軸線回りに相対回転可能に保持されたグリップとを備え、前記アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が支持されるとともに、前記グリップが前記運転者の手によって把持された状態における、前記前腕の軸線の回りの手首の回転に伴う前記グリップの前記シャフトに対する前記第1回転軸線回りの回転を入力操作とする第1入力操作部と、 (a) a shaft extending on a first rotation axis that is the same straight line as the axis of the driver's forearm supported by the armrest; and (b) a relative rotation about the first rotation axis on the shaft. Rotation of the wrist around the axis of the forearm in a state where at least a part of the driver's forearm is supported by the armrest and the grip is held by the driver's hand A first input operation unit that performs an input operation on rotation of the grip around the first rotation axis with respect to the shaft;
(c)一端部において前記シャフトに接続され、他端部が、前記アームレストに支持された少なくとも一部の前腕の手首の位置において前記第1回動軸線と交差する第2回動軸線回りに回動可能に保持されたアームと、(d)前記グリップとを備え、前記アームレストに運転者の前腕の少なくとも一部が支持されるとともに、前記グリップが前記運転者の手によって把持された状態における、前記手首を中心とした前記手の回動に伴う前記グリップおよび前記アームの前記第2回動軸線回りの回動を入力操作とする第2入力操作部とを含み、 (c) One end is connected to the shaft, and the other end is rotated about a second rotation axis that intersects the first rotation axis at the position of the wrist of at least a portion of the forearm supported by the armrest. (D) the grip, and at least a part of the driver's forearm is supported by the armrest, and the grip is gripped by the driver's hand. A second input operation unit that uses the grip and the rotation of the arm around the second rotation axis as input operations, with the rotation of the hand around the wrist,
前記第1入力操作部による入力操作が車両の操舵操作とされ、前記第2入力操作部による入力操作が前記車両の加減速指示操作とされたことを特徴とする入力操作装置。 An input operation device, wherein an input operation by the first input operation unit is a steering operation of the vehicle, and an input operation by the second input operation unit is an acceleration / deceleration instruction operation of the vehicle.
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