JP4623980B2

JP4623980B2 - 車両用操作装置

Info

Publication number: JP4623980B2
Application number: JP2004069027A
Authority: JP
Inventors: 知夫青木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-03-11
Also published as: JP2005254972A

Description

本発明は、乗員から操作される車両用操作装置に関する。

近年、車両に搭載される車載機器の数、機能が増え、車両に搭載される操作部の数も増えている。これに対して、スイッチの数を削減するために、１つの操作部にて複数のスイッチ機能が割り付けられる多機能操作部が使用されつつある。

例えば、図１２に示す多機能操作部では、車室内のセンターコンソール１３に配置されるダイヤル５Ａと、このダイヤル５Ａが手の平が乗せられた状態で手の平から操作されて回転し、かつ押下されるように回転機構とが設けられている。

ここで、回転機構は、ダイヤル５Ａの回転に伴いその回転方向に対する反力を手の平に与えるように構成されて、その反力が回転角度によって変わるようになっている。そして、その反力の変化は、複数のスイッチ機能に対応するようになっている。

例えば、所定位置を中心として、ダイヤル５Ａを第１の角度範囲（例えば、０°〜３０°）内にて回転しているときには、反力が「小」となっており、ダイヤル５Ａを第２の角度範囲（例えば、３０°〜６０°）内にて回転しているときには、反力が「中」となっており、ダイヤル５Ａを第３の角度範囲（例えば、６０°〜９０°）内にて回転しているときには、反力が「大」となっている。

そして、第１の角度範囲が「第１スイッチ機能」に対応し、第２の角度範囲が「第２スイッチ機能」に対応し、第３の角度範囲が「第３スイッチ機能」に対応する。

このため、乗員は、ダイヤル５Ａを回転する際に手の平に感じる反力により、ダイヤル５Ａにより選択されているスイッチ機能を認識し、ダイヤル５Ａを押下することによりこの選択されたスイッチ機能を確定することができる。

ここで、ダイヤル５Ａは、上述の如く、センターコンソールに配置されているものの、乗員にとっては、センターコンソール側、すなわち側方を視なくても、複数のスイッチ機能のうち１つのスイッチ機能を選択し、かつ確定することができる。すなわち、ダイヤル５Ａを視なくても、操作可能なスイッチとなり、操作性が良好となっている。

このように、上述の車両用操作装置は、ダイヤル５Ａを視なくても、操作可能で、操作性が良好となっているものの、ダイヤル５Ａは手の平から操作されて回転するものであるため、ダイヤル５Ａの体格を小さくすることが難しい。

これは、ダイヤル５Ａの体格を小さくすると、乗員にとっては、そのダイヤル５Ａを手の平で握り難くなり、回転操作し難くなってしまうからである。したがって、ダイヤル５Ａとしては一定以上の体格を必要とするため、ダイヤル５Ａが車室内で目立ったものとなって、車室内の意匠に対して違和感を与えるものとなる。

本発明は、上記点に鑑み、良好な操作性を保ちつつ、車室内の意匠に適合するようにした車両用操作装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、乗員の手の平が乗せられるパームレスト部（３）を車室内に備える車両に適用される車両用操作装置であって、
手の平がパームレスト部に乗せられた状態で各指先でそれぞれ操作される各スイッチ部（５〜９）と、
乗員に対して車両前方側に配置され、乗員に向けて表示する表示部（１２）と、
各スイッチ部のそれぞれのスイッチ機能を前記表示部に表示させる制御部（１０）と、
手の平がパームレスト部に乗せられた状態で手の平に振動を伝える振動子（１６）と、
前記パームレスト部の内側に配置されていて、かつ二つの電極部の間に誘電体を挟持してコンデンサを構成する静電容量式のスイッチ部（４）と、を備え、
制御部は、前記静電容量式のスイッチ部（４）の出力信号に基づいて、手の平がパームレスト部（３）に乗せられたか否かをスイッチ部（４）で判定し、その状態で各スイッチ部（５〜９）のいずれかが各指で操作された場合に振動子（１６）を振動させるように制御するものであり、
静電容量式のスイッチ部は、パームレスト部に手の平が乗せられると、コンデンサの静電容量が変化して静電容量の変化を示す前記出力信号を出力するようになっており、
各スイッチ部は、パームレスト部の外皮部材（３ａ）によってそれぞれ覆われ、外観上見えなくなっていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、各操作部は、各指先でそれぞれ操作されるものであるため、従来技術のダイヤル（図１２中の５Ａ参照）に比べて、それぞれの体格が小さくなる。したがって、各操作部が車室内の意匠に違和感を与えることを避けることができ、車室内の意匠に適合させることができる。

さらに、各操作部のそれぞれの体格が、従来技術のダイヤルに比べて、小さくなるので、各操作部の設置位置の自由度を広げることができる。

また、上述の如く、乗員に対して車両前方側に配置され、乗員に向けて表示する表示部が用いられ、この表示部に各操作部のそれぞれのスイッチ機能を表示させるので、乗員は、表示部の表示を見ることにより、車両前方側から視線を逸らさなくても、各操作部のそれぞれのスイッチ機能を知ることができる。したがって、車両前方側から視線を逸らさなくても、指先で各操作部を操作することができるので、各操作部のそれぞれの良好な操作性を保つことができる。

請求項１に記載の発明のように、各スイッチ部としては、図３に示す如く、パームレスト部の外皮部材（３ａ）によってそれぞれ覆われるように構成すれば、各スイッチ部が車室内の意匠に違和感を与えることを確実に避けることができる。

また、請求項２に記載の発明のように、制御部（１０）は静電容量式のスイッチ部の出力信号に基づいて手の平がパームレスト部に乗せられたと判定したとき、各スイッチ部のそれぞれのスイッチ機能を表示部に表示させることを特徴とする。

このことにより、手の平をパームレスト部に乗せただけで、各操作部のそれぞれのスイッチ機能を表示部に表示させるので、車両用操作装置の斬新性を高めることができる。

また、手の平をパームレスト部に乗せていないときには、各スイッチ機能以外の他の画像（例えば、ナビゲーション用の道路地図）を表示部に表示させることにより、表示部を有効活用することができる。

したがって、乗員は、振動が手の平に伝わることにより、手の平の感触で操作部に操作したことを確認することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記パームレスト部は、センターコンソール部（１３）に設置されるようにしてもよい。また、請求項４に記載の発明のように、前記パームレスト部は、ドア内側のアームレスト（１４）に設置されていてもよい。さらに、請求項５に記載の発明のように、前記パームレスト部は、インストルメントパネル（１００）の下部（１５）に設置されるようにしてもよい。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

図１〜図３に本発明に係る車両用操作装置の一実施形態態を示す。図１は、車両用操作装置の構成を示す模式図であり、図２、図３は、車両用操作装置の構成を示す部分断面図である。

本実施形態において、図１に示すように、車両用操作装置は、車室内の運転席２００のアームレスト１に内蔵されている。アームレスト１は、運転者の左腕が乗せられるものであって、乗員の左の手の平が乗せられるパームレスト部３を備えている。

パームレスト部３は、アームレスト１に運転者の左腕が乗せられた状態で、左の手の平が置かれる位置に設けられるものであって、図２に示すように、手の平に対応して表皮３ａが凸状に成形されて、手の平のくぼみにフィットするようになっている。

ここで、車両用操作装置は、図１に示すように、スイッチ部４〜９を備えており、スイッチ部４は、図２に示すように、パームレスト部３の表皮３ａの内側（すなわち、パームレスト部３の下側）に配置されている。換言すれば、スイッチ部４は、アームレスト１の表皮３ａによって覆われていることになる。つまり、スイッチ部４は、アームレスト１に内蔵されていることになる。

スイッチ部４としては、電極部４ａ、４ｂの間に誘電体を狭持してコンデンサを構成する静電容量式スイッチが用いられている。このため、乗員が手の平がパームレスト部３に近づくと、スイッチ部４の静電容量が変化することになる。

一方、スイッチ部５〜９は、図３（図３は、親指に対応するスイッチ部５だけを示す）に示すように、スイッチ部４と同様、パームレスト部３の表皮３ａの内側に配置されている。すなわち、スイッチ部５〜９は、アームレスト１に内蔵されていることになる。また、スイッチ部５〜９としては、それぞれ、静電容量式スイッチが用いられている。

ここで、スイッチ部５〜９は、アームレスト１に運転者の左腕が乗せられた状態で、左手の各指が届く範囲の下側（すなわち、表皮３ａの内側）に設けられ、スイッチ部５〜９は、左手の各指と１対１でそれぞれ対応するように配置されている。

具体的には、図１に示すように、スイッチ部５は親指の指先に対応し、スイッチ部６は薬指の指先に対応し、スイッチ部７は中指の指先に対応し、スイッチ部８は人差し指の指先に対応し、スイッチ部９は小指の指先に対応する。図１中において、各指先にそれぞれ対応する各斜線部は、スイッチ部５〜９の配置位置を示す。

次に、本実施形態の車両用操作装置の電気的構成について図４を用いて説明する。図４は、車両用操作装置の電気的構成を示すブロック図である。

車両用操作装置は、電子制御装置１０および表示ディスプレイ１２を備えており、電子制御装置１０は、マイクロコンピュータ１１およびＣ−Ｖ変換回路４ａ〜４ｆを備えている。Ｃ−Ｖ変換回路４ａ〜４ｆは、スイッチ部５〜９と１対１でそれぞれ対応するように設けられて、スイッチ部５〜９のそれぞれの静電容量を電圧に変換する周知の回路である。

マイクロコンピュータ１１は、Ｃ−Ｖ変換回路４ａ〜４ｆの出力電圧に基づいて、表示ディスプレイ１２を制御したり、エアコンＥＣＵ２０、オーディオＥＣＵ３０、ナビゲーションＥＣＵ４０等の他の電子制御装置に送信したりする。

エアコンＥＣＵ２０は、車室内空調機器を構成する電子制御装置であり、オーディオＥＣＵ３０は、ラジオ、テレビ、コンパクトディスクプレイヤー等を制御する電子制御装置であり、ナビゲーションＥＣＵ４０は、ナビゲーション装置を構成する電子制御装置である。

表示ディスプレイ１２としては、例えば、液晶パネル、ＥＬパネル等が用いられ、表示ディスプレイ１２は、図５に示すように、車室内のインストルメントパネル１００の車幅方向（左右方向）中央部にて、表示面が車両後方（すなわち、乗員側）に向けて配置されている。

次に、電子制御装置１０のマイクロコンピュータ１１による具体的な制御処理について図６を用いて説明する。図６は、マイクロコンピュータ１１の制御処理を示すフローチャートである。

まず、イグニッションスイッチＩＧがオンすると、マイクロコンピュータ１１は、図６に示すフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムの実行を開始する。

先ず、Ｃ−Ｖ変換回路４ａの出力に基づいて、パームレスト部３に手の平が乗せられたか否かを判定する（ステップＳ１００）。

例えば、パームレスト部３に手の平が乗せられると、スイッチ部４の静電容量が減少する。そして、この静電容量の減少に伴いＣ−Ｖ変換回路４ａの出力電圧が低下する。

ここで、マイクロコンピュータ１１は、Ｃ−Ｖ変換回路４ａの出力電圧が閾値Ｖａよりも小さくなると、ステップＳ１００にてＹＥＳと判定する。これに伴い、マイクロコンピュータ１１は、図７に示す如く、各スイッチ５ａ〜９ａのスイッチのそれぞれの機能を表示ディスプレイ１２に表示させる（ステップＳ１１０）。

図７に示す表示例では、左手の表示と、各指先にそれぞれ対応する機能表示とが示されており、具体的には、親指（スイッチ部５）は「テレビの機能」対応し、薬指（スイッチ部６）は「コンパクトディスク（ＣＤ）の機能」に対応し、中指（スイッチ部７）は「ラジオの機能」に対応し、人差し指（スイッチ部８）は「ナビゲーションの機能」に対応し、小指（スイッチ部９）は「エアコンの機能」に対応する。

次に、マイクロコンピュータ１１は、各スイッチ部５〜９への操作の受付処理を開始する。

例えば、運転者の左手の小指が表皮３ａの上からスイッチ部９に近づくと、このスイッチ部９の静電容量が減少する。そして、この静電容量の減少に伴いＣ−Ｖ変換回路９ａの出力電圧が低下しその出力電圧が閾値Ｖａよりも低くなると、マイクロコンピュータ１１が、スイッチ部９が指先で操作されて運転者の操作により「エアコンの機能」が選択されたと判定する。

これに伴い、マイクロコンピュータ１１が、図８に示す如く、「エアコンの機能のメニュー」を表示ディスプレイ１２に表示させる。

図８に示す表示例では、左の表示と各指先にそれぞれ対応する機能表示とが示されており、具体的には、親指（スイッチ部５）は「吹出モードの変更」に対応し、薬指（スイッチ部６）は「風量の低下」（風量小）に対応し、中指（スイッチ部７）は「風量の増加」（風量大）に対応し、人差し指（スイッチ部８）は「希望温度の低下」（温度下）に対応し、小指（スイッチ部９）は「希望温度の上昇」（温度大）に対応する。

例えば、運転者の左手の親指が表皮３ａの上からスイッチ部５に近づくと、このスイッチ部５の静電容量が減少する。そして、この静電容量の減少に伴いＣ−Ｖ変換回路５ａの出力電圧が低下しその出力電圧が閾値Ｖａよりも低くなると、マイクロコンピュータ１１が、スイッチ部５が指先で操作されて運転者の操作により「希望温度の上昇」が選択されたと判定する。これに伴い、マイクロコンピュータ１１が、エアコンＥＣＵ２０に送信して希望温度を上げることを指示する。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。すなわち、本実施形態の車両用操作装置は、運転者の手の平が運転席２００のパームレスト部３に乗せられた状態で各指先でそれぞれ操作される各スイッチ部５〜９と、インストルメントパネル１００にて運転者に対して車両前方側に配置され、運転者に向けて表示する表示ディスプレイ１２と、各スイッチ部５〜９のそれぞれのスイッチ機能（図７、図８中Ａ／Ｃ、ナビ…）を表示ディスプレイ１２に表示させる電子制御装置１０と、を備えていることを特徴とする。

以上によれば、スイッチ部５〜９は、各指先でそれぞれ操作されるものであるため、スイッチ部５〜９のそれぞれの体格が、従来技術のダイヤル（図１２参照）に比べて、小さくなる。したがって、アームレスト１内部の空間が小さくても、スイッチ部５〜９をアームレスト１の一部に内蔵することができる。すなわち、スイッチ部５〜９が表皮３ａによって覆われるようにすることができる。

したがって、外観上はスイッチ部５〜９が見えなくなり、車室内の意匠に違和感を与えることを避け、車室内の意匠に適合した斬新な車両用操作装置を実現することができる。

さらに、スイッチ部５〜９のそれぞれの体格が、従来技術のダイヤル５Ａ（図１２）に比べて、小さくなるので、スイッチ部５〜９の設置位置の自由度を広げることができる。

また、本実施形態では、表示面が車両後方に向けて配置されている表示ディスプレイ１２を採用し、この表示ディスプレイ１２にスイッチ部５〜９のそれぞれのスイッチ機能を表示させるので、乗員は、表示ディスプレイ１２の表示を見ることにより、車両前方側から視線を逸らさなくても、スイッチ部５〜９のそれぞれのスイッチ機能を知ることができる。したがって、乗員は、車両前方側から視線を逸らさなくても、指先でスイッチ部５〜９を操作することができるので、スイッチ部５〜９のそれぞれの良好な操作性を保つことができる。

さらに、本実施形態では、マイクロコンピュータ１１は、パームレスト部３に手の平が乗せられたと判定すると、各指先（スイッチ５ａ〜９ａ）にそれぞれ対応する機能を表示ディスプレイ１２に表示させる。したがって、手の平をパームレスト部３に乗せただけで、各スイッチ機能を表示ディスプレイ１２に表示させるので、車両用操作装置の斬新性を高めることができる。

また、手の平をパームレスト部３に乗せていないときには、スイッチ機能以外の他の画像（例えば、ナビゲーション用の道路地図やＴＶ画像など）を表示ディスプレイ１２に表示させることにより、表示ディスプレイ１２を有効活用することができる。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、スイッチ部４〜９を運転席２００のアームレスト１に設けた例について説明したが、これに代えて、運転席２００および助手席２１０の間に配置されるセンターコンソール部１５（図９参照）に、パームレスト部３及びスイッチ部４〜９を設けるようにしてもよい。

或いは、計器を備えるインストルメントパネル１００の車幅方向中央部にて下部１５（図９参照）に、パームレスト部３及びスイッチ部４〜９を設けるようにしてもよい。すなわち、表示ディスプレイ１２の下部に、パームレスト部３及びスイッチ部４〜９を設けるようにしてもよい。

さらに、運転席側のドアの内側に設けられるドアアームレスト部１４にパームレスト部３及びスイッチ部４〜９を設けるようにしてもよい。

上述の実施形態では、各指先で操作されるスイッチ部５〜９を設ける例について説明したが、これに加えて、スイッチ部５〜９が各指先で操作されると、「指先で操作されたこと」を運転者にアンサーバックするようにしてもよい。つまり、図１０に示すように、振動子１６を表皮３ａの内側に配置し、電子制御装置１０は、スイッチ部５〜９のいずれかが各指先で操作されると、振動子１６を制御して振動を発生させる。これに伴い、振動子１６の振動が表皮３ａを通して手の平に伝わるので、運転者が、手の平を感触で「指先で操作したこと」を確認することができる。

上述の実施形態では、各指先で操作されるスイッチ部５〜９を表皮３ａの内側に配置する例について説明したが、これに代えて、図１１に示すように、スイッチ部５〜９を表皮３ａの外側に配置するようにしてもよい。すなわち、スイッチ部５〜９を車室内に露出するようにしてもよい。

この場合、上述の如く、スイッチ部５〜９のそれぞれの体格が、従来技術のダイヤル（図１２参照）に比べて、小さくなるので、スイッチ部５〜９が車室内に露出していても、スイッチ部５〜９が車室内の意匠に対して違和感を与えないようにすることができる。

但し、スイッチ部５〜９のそれぞれの表面に対して、アームレスト１の他の部位と似た表面処理（例えば、他の部位と同一色の塗装）を施して、スイッチ部５〜９が車室内の意匠に対して、より一層違和感を与えないようにすることが好ましい。また、スイッチ部４も、スイッチ部５〜９と同様、表皮３ａの外側に配置するようにしてもよい。

上述の実施形態では、スイッチ部４〜９としては、静電容量式のスイッチを用いた例について説明したが、これに代えて、指先で押下されるプッシュ式のスイッチ、赤外線等の光を利用する光式スイッチ、或いは、透過抵抗膜等を用いる抵抗膜式スイッチを用いてもよい。

以下、上記実施形態と特許請求項の範囲の構成との対応関係について説明すると、スイッチ部４〜９が操作部に相当し、表示ディスプレイ１２が表示部に相当し、表皮３ａが外皮部材に相当する。

本発明の車両用操作装置の一実施形態を示す模式図である。図１の車両用操作装置を構成するスイッチ部を示す断面図である。図１の車両用操作装置を構成するスイッチ部を示す断面図である。図１の車両用操作装置の電気的構成を示すブロック図である。図１の表示ディスプレイの配置を示す斜視図である。図４の電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。図１の表示ディスプレイの表示の一例を示す図である。図１の表示ディスプレイの表示の一例を示す図である。上述の実施形態の変形例において表示ディスプレイの配置を示す為の斜視図である。上述の実施形態の変形例において振動子の配置を示す断面図である。上述の実施形態の変形例においてスイッチ部を示す断面図である。従来の操作装置を説明するための図である。

符号の説明

１…アームレスト、３…パームレスト部、１０…電子制御装置、
２００…運転席、１３…センターコンソール

Claims

乗員の手の平が乗せられるパームレスト部（３）を車室内に備える車両に適用される車両用操作装置であって、
前記手の平が前記パームレスト部に乗せられた状態で各指先でそれぞれ操作される各スイッチ部（５〜９）と、
乗員に対して車両前方側に配置され、乗員に向けて表示する表示部（１２）と、
前記各スイッチ部のそれぞれのスイッチ機能を前記表示部に表示させる制御部（１０）と、
前記手の平が前記パームレスト部に乗せられた状態で前記手の平に振動を伝える振動子（１６）と、
前記パームレスト部の内側に配置されていて、かつ二つの電極部の間に誘電体を挟持してコンデンサを構成する静電容量式のスイッチ部（４）と、を備え、
前記制御部は、前記静電容量式のスイッチ部（４）の出力信号に基づいて、前記手の平が前記パームレスト部（３）に乗せられたか否かを前記スイッチ部（４）で判定し、その状態で前記各スイッチ部（５〜９）のいずれかが各指で操作された場合に前記振動子（１６）を振動させるように制御するものであり、
前記静電容量式のスイッチ部は、前記パームレスト部に手の平が乗せられると、前記コンデンサの静電容量が変化して前記静電容量の変化を示す前記出力信号を出力するようになっており、
前記各スイッチ部は、前記パームレスト部の外皮部材（３ａ）によってそれぞれ覆われ、外観上見えなくなっていることを特徴とする車両用操作装置。
前記制御部（１０）は、前記静電容量式のスイッチ部の出力信号に基づいて前記手の平が前記パームレスト部に乗せられたと判定したとき、前記各スイッチ部（５〜９）のそれぞれのスイッチ機能を前記表示部に表示させるものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用操作装置。
前記パームレスト部は、センターコンソール部（１３）に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用走査装置。
前記パームレスト部は、ドア内側のアームレスト（１４）に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用走査装置。
前記パームレスト部は、インストルメントパネル（１００）の下部（１５）に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用走査装置。