JP4802161B2 - 車載用入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用入力装置に関する。

特開２００４−２２６３０１号公報

近年の車両には、エアコンシステム、オーディオシステム、ナビゲーションシステム、走行制御システム、あるいは周辺監視システム等、様々な車載電子機器が搭載されるようになり、これに伴い車両のインパネ周りに配置される操作部の数も増加の一途をたどっている。その結果、もはや全ての操作部を単機能操作用の操作部だけで配置することは困難となっている。

そこで、近年の車両には、１つの操作部で複数機能を操作可能な多機能集中操作部が多く配置されるようになった。具体的に言えば、センターコンソール部等にその多機能集中操作部を設けた入力装置が存在している。多機能集中操作部としては、十字キーやロータリースイッチ、２次元の可動範囲を有するジョイスティックやスライダー型のハプティックデバイス等がある。特許文献１には多機能集中操作部としてジョイスティックを設けた構成が開示されている。

また、近年では、ドライバー専用の多機能集中操作部として、これをステアリングホイール上に設ける構成もある。

ところが、従来の多機能集中操作部には、ドライバー専用操作部としてステアリングホイール上に設けるにあたり、次のような課題があった。例えば、十字キーやロータリースイッチの場合、所定の操作方向への操作により、使用機能を送る又は戻す形で選択して操作するため、操作が煩わしい。さらに、現在の操作状態が直感的に分かり難いため、表示装置による内容表示に頼る形となり、ドライバーによるブラインド操作性が悪いとう課題もある。

一方で、２次元の可動範囲を有するジョイスティックやスライダー型のハプティックデバイスの場合、機能メニューを自由にポインティングして選択操作できるため操作性は良い。ところが、走行中において、ドライバーが誤って触れて意図しない操作入力がなされる可能性があった。

本発明の課題は、ドライバーによるブラインド操作性に優れ、走行中に誤操作し難い車載用入力装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の車載用入力装置は、
車載用電子機器の操作入力に使用される車載用入力装置であって、
車両のステアリングホイールに設けられ、操作範囲が予め規定された二次元操作面上において位置指示操作を行なうためのハプティックデバイスと、
ハプティックデバイスになされる位置指示操作に対し操作反力を付与する操作反力付与手段と、
二次元操作面上の操作範囲内において位置指示入力のための複数の選択可能領域４３を離散的に設定する選択可能領域４３設定手段と、
操作反力の制御モードとして、ハプティックデバイスによる選択可能領域４３へ向かう位置指示操作が、二次元操作面上の操作範囲内において任意に可能となるよう操作反力を制御する任意入力モードと、同じく選択可能領域４３へ向かう位置指示操作が、選択可能領域４３毎に定められた二次元操作面上の固有経路に沿ってガイドされるよう操作反力を制御する離散入力モードとを有し、少なくとも車両走行中には離散入力モードが設定される操作反力制御手段と、
を備えることを特徴とする。

上記本発明の構成によると、二次元操作面上の所定操作範囲に設けられた選択可能領域に対し位置指示入力するために、該操作範囲内で任意に位置指示操作可能なハプティックデバイスが、車両のステアリングホイールに設けられている。これにより、運転者は運転しながらでもこのハプティックデバイスを容易に操作可能となっている。さらに、少なくとも車両走行中においては、その任意の位置指示が制限されて、選択可能領域に向かう固有経路上しか位置指示操作ができなくなる。つまり、一定の経路を通らなければ選択可能領域に達することができず、その選択可能領域への位置指示入力ができなくなっている。これにより、運転中の操作で、意図しない選択可能領域を誤って位置指示入力する可能性が極めて低くなる。また、選択可能領域とその固有経路を覚えることで、該選択可能領域に対し意図的に位置指示入力をすることもできる。

また、本発明の車載用入力装置では、ハプティックデバイスが、車両のステアリングホイールが該車両を直進させる基準ポジションにある状態で、ドライバーが該ステアリングホイールの左右側を把持した際に、把持した手の親指により操作可能となる、該ステアリングホイール上の所定位置に設けられる。ステアリングホイールを把持した状態で最も自由に動く指は親指であるから、ハプティックデバイスがこの親指により操作可能であることは、操作性の面での利点となる。

さらに、本発明の車載用入力装置では、離散入力モードにおいて、各固有経路を含む固有経路全体が、二次元操作面上において、ハプティックデバイスの上下操作方向に延出する上下経路を有し、少なくとも当該上下経路が、操作を行なう親指の付け根部分に位置する基関節側を中心とする湾曲形状をなして設定されていることを特徴としている。ハプティックデバイスが上記の通りステアリングホイール上に設けられた場合、その親指による上下操作は、親指の付け根の基関節を中心とした湾曲軌跡上をなぞる操作となるため、上記構成によると、離散入力モードにおける固有経路の上下経路が、そのような湾曲軌跡を有しているので、離散入力モードにおけるガイド操作をスムーズに行なうことが可能となる。

さらに、本発明の車載用入力装置において、操作反力制御手段は、操作反力の制御モードとして、上記の離散入力モードとともに、選択可能領域へ向かう位置指示操作が、二次元操作面上の操作範囲内において任意に可能となるよう操作反力を制御する任意入力モードとを有し、少なくとも車両走行中には離散入力モードを設定するようにできる。この構成によると、操作反力の制御モードとして、操作可能領域が規制された離散入力モードだけでなく、そうした規制に縛られることなく、ハプティックデバイスの位置指示操作をその二次元操作面上の操作範囲内でフリーに行なうことができる任意入力モードを設定できる。これにより、走行中に誤操作を防止できる離散入力モードと、操作性の高い任意入力モードとを状況に応じて使い分けることが可能となる。

また、上下経路は、二次元操作面上に複数設けることができ、複数の該上下経路が設けられた場合には、それら全ての上下経路を、湾曲形状を有するものに設定できる。これにより、全ての上下経路において、ガイド操作をスムーズに行なうことができる。

また、湾曲形状を有する各上下経路は、二次元操作面上において、基関節側からの距離に応じて異なる操作ストロークを定めることができる。具体的に言えば、湾曲形状を有する各上下経路は、二次元操作面上において、基関節側からの距離が遠いほど操作ストロークが長くなるように定めることができる。親指操作は、親指の基関節を中心とする操作であるから、親指の基関節に近くなるほど操作ストロークを取り難くなる。上記構成とすることで、親指基関節に近い側では操作ストロークが短く定められているので操作が容易となる一方で、親指基関節から遠い側では操作ストロークが長く定められて誤操作が生じ難くなっている。

他方、上下経路は、二次元操作面上におけるハプティックデバイスの左右操作方向において、中央部分に位置するのものの方が該中央部分の外側に位置する外側部分に位置するものよりも長く操作ストロークを設定することができる。つまり、中央に位置する上下経路よりも左右に位置する上下経路を長くとることができる。誤操作防止の観点からすると、上下経路はより長いほうが望ましい。ところが、ハプティックデバイスの二次元操作面の操作範囲は基本的に円形状に定められているので、上下経路の長さは、この円形の操作範囲内に納まる長さとされなければならない。円形の操作範囲においては、中央の上下範囲が長く、左右外側に行くほど上下範囲が短くなるので、上記構成とすることで、左右方向の各位置において、できる限り長く上下経路をとることができる。

また、車両の車速を検出する車速検出手段を備え、検出された車速が大きいほど上下経路の上下の操作ストロークを長く設定することができる。車速が大きいほど運転への意識を集中する必要があるので、手元の操作はより簡易にできるようにすることが望ましい。上記構成によると、上下方向の操作ストロークが短くなり操作が容易となる。

ところで、離散入力モードにおいて、湾曲した上下経路を含む固有経路全体には、二次元操作面上にてハプティックデバイスの左右操作方向に延出し、複数の固有経路に共用される共通経路を定めることができ、該共通経路がある場合には、湾曲形状を有する各上下経路は該共通経路と交わるように定めることができる。共通経路を設けることで、固有経路全体をシンプルな形状とすることができ、ユーザーとって分かり易い固有経路となる。さらに、その共通経路を二次元操作面上に１つと定め、全ての上下経路をこれにつなげるように定めることができる。共通経路が１つに集約されていることで、固有経路全体はよりシンプルな形状になる。

また、湾曲した上下経路は、二次元操作面上において、対応する選択可能領域へ向かうためのハプティックデバイスの上側への操作をガイドする上方操作経路と、同じく対応する選択可能領域へ向かうためのハプティックデバイスの下側への操作をガイドする下方操作経路とのいずれかとすることができる。

この場合の上下経路は、湾曲形状に沿って上記共通経路及び対応する選択可能領域に対し直接つながる経路とすることができる。ステアリングホイールに設けられたハプティックデバイスへの親指操作を考えてみると、親指付け根を基点にして動かす上下方向操作と、親指の屈曲を要求される左右方向操作とでは、上下方向操作の方が容易であることは明らかである。上記構成によると、選択可能領域に至る主となる操作が上下方向に定められ、共通経路上を操作する補助的な操作が左右方向に定められるので、操作性を高め、より確実な選択可能領域への操作が可能となる。

また、上方操作経路と下方操作経路との双方がある場合には、上方操作経路の操作ストロークの方を下方操作経路の操作ストロークよりも長く定めることができる。ステアリングホイールに設けられるハプティックデバイスは、二次元操作平面上にて、上下左右方向の操作が可能となるように配置されるが、こうした操作は基本的には親指で行なうことが一般的となる。ところが、親指操作の場合、上側への操作については容易に行なうことができるが、下側には操作し難い。これは、親指の構造上、上側への操作ストロークは長くとれるが、下側への操作ストロークは長く取れないからである。上記構成によれば、上側に操作される操作ストロークの方が、下側に操作される操作ストロークよりも長く設定されているので、下側への操作が容易となる一方で、上側への操作は操作ストロークが長い分だけ操作負担が大きくなるので誤操作を生じ難くなる。

ところで、本発明の車載用入力装置において、車速を検出する車速検出手段を設けることができる。この場合、上述の操作反力制御手段が、検出される車速が予め定められた車速レベルを上回った場合に離散入力モードを設定し、検出される車速が車速レベル未満の場合には任意入力モードを設定するものとできる。これにより、車両停車中、さらには極めて低速な走行中においてのみ任意入力モードを許可し、その他の一定速度を超える走行時には離散入力モードに強制的に切り替えることができる。

また、上述した本発明の位置指示入力は、二次元操作自由度を有するハプティックデバイスの位置指示操作による指示位置が選択可能領域となったことに基づいて実行されるものとできる。これにより、選択可能領域を位置指示するだけの簡易な操作で位置指示入力を行なうことができ、特別な入力操作を要することがない。なお、位置指示入力を行なうための位置指示入力操作部を、ハプティックデバイスとは別に設けることもできる。例えば、ステアリングホイール２左右の一方の側に上記ハプティックデバイスを設け、他方の側に位置指示入力操作部を設けて構成することもできる。また、ハプティックデバイスを、その二次元操作とは異なる方向に押圧操作が可能に構成して、この押圧操作により上記位置指示入力を行なうように構成こともできる。

選択可能領域設定手段は、二次元操作面上の操作範囲内における選択可能領域の配置位置と、該選択可能領域への位置指示入力により実行される制御内容とを対応付けた設定パターンに基づいて、該選択可能領域を二次元操作面上の操作範囲内に離散的に設定するとともに、該選択可能領域に対して対応する該制御内容を割り当てるものとすることができる。これにより、設定パターン記憶部に予め記憶された設定パターンを読み出し、これに従って選択可能領域の離散配置と制御内容の割り付けを行なうことができる。

設定パターンには、選択可能領域の配置位置と制御内容との対応関係が異なる複数のパターンを用意できる。そして、それら複数の設定パターンを切り替える設定パターン切替操作部を備えて構成することができる。これにより、選択可能領域の配置数に限界があったとしても、それ以上の数の制御内容を実行可能となる。

また、設定パターンには、二次元操作面上の操作範囲内における選択可能領域の配置形態が互いに異なるものを含むことができる。例えば、１つの設定パターンを、制御内容が関連するもののみを集めて定めることができる。こうした場合、各制御内容に対応する選択可能領域の配置は、ユーザーの最も分かり易い配置形態に定めることが望ましい。ところが、各設定パターンにおいて設定される制御内容の数（選択可能領域の数ともいえる）は、各パターンで当然異なることが予想される。この場合、各設定パターンにおいて、二次元操作面上の操作範囲内における選択可能領域の配置形態を、該選択可能領域の数に応じた固有の配置形態に定めることができる。つまり、数によって選択可能領域の配置形態が定められているので、ユーザーは各パターンの配置形態を覚え易い。

上記制御内容に、対応する選択可能領域への位置指示入力に基づいて、現在設定されている設定パターンを異なるパターンに切り替えるものが含まれていてもよい。この場合、設定パターンの切り替えにより、より多くの制御内容を実行することが可能となる。

また、制御内容は、対応する選択可能領域への位置指示入力に基づいて、車載用電子機器の操作指示内容を指定し、当該操作指示内容を実行させる制御内容を含むこともできる。この構成によると、選択可能領域への位置指示入力により、車載用電子機器の各種機器機能を実行できる。

さらに言えば、設定パターンは、複数の前記選択可能領域に対し、互いに異なる車載用電子機器又は該車載電子機器における機器機能を対応付けており、それら複数の選択可能領域に割り当てられる制御内容を、各選択可能領域への位置指示入力に基づいて、当該選択可能領域に対応する車載用電子機器又は機器機能に対し制御指示内容を指定して当該制御指示内容に基づく制御を実行させることができる設定パターンに切り替える内容とすることができる。つまり、上位階層の設定パターンにおいては、複数の選択可能領域に対し車載用電子機器又は機器機能が対応付けられており、それら各選択可能領域に割り当てられる制御内容が、対応する車載用電子機器又は機器機能に対し制御指示内容を指定して当該制御指示内容に基づく制御を実行させるための下位階層の設定パターンへの切り替えと定め、一方で、下位階層の設定パターンにおいては、複数の選択可能領域に対し、当該パターンに対応する車載用電子機器又は機器機能への制御指示内容が対応付けられており、それら各選択可能領域に割り当てられる制御内容が、対応する制御指示内容に基づく制御の実行と定めている。つまり、各々の設定パターンに階層構造を定めている。この構成によると、上位の設定パターンにて使用する機器又は機能を選択し、その上で、下位の設定パターンにて上位で選択した機器又は機能において使用する内容を選択するといった階層的な選択形態をとることができる。これにより、実行したい制御内容に容易に到達することができる。従って、ドライバーのブラインド操作に適する。

また、制御内容には、離散入力モードにおいて、対応する選択可能領域への位置指示入力に基づき、対応する該選択可能領域以外の他の選択可能領域への位置指示入力を制限する操作反力の制御を、操作反力制御手段に実行させる内容を含めることができる。この構成によると、例えば、ある制御内容が実行されているときに操作が不要となる制御内容について、その制御が実行されないよう、該制御に対応する選択可能領域への位置指示入力を制限することができる。これにより、車両走行中の誤操作を効果的に防止できる。

なお、上記したように設定パターンが複数あり、各設定パターンの中に異なる固有経路が設定されるものがある場合には、二次元操作面上にて、共通経路の発生位置を全設定パターンにおいて同一の位置に定め、さらに、該共通経路における上方操作経路及び下方操作経路の発生起点を予め定めておき、それら発生起点においてのみ上方操作経路及び下方操作経路を設定可能にしておくことができる。これにより、様々な設定パターンにおける固有経路全体の形状をユーザーが覚え易くなる。なお、設定パターンによっては、左右に延出する共通経路の左右両端部のいずれか又は双方に、当該端部にて上方操作経路及び下方操作経路を発生させず、当該端部を選択可能領域として定めることもできる。

上記共通経路は、二次元操作面上において、操作反力の中立位置よりも下側に位置するように定めることができる。これにより、上方操作経路をより長く設定することが可能となる。

一方で、共通経路は、二次元操作面上において、操作反力の中立位置を通過する位置に定めることもできる。この場合、共通経路上に中立位置があることで、各選択可能領域への操作経路がシンプルになり、操作性を高めることができる。

また、下方操作経路には、対応する選択可能領域からさらに下方に延出する形で、位置指示入力を受け付けない選択不可経路を定めることができ、この場合、例えば、下方操作経路と選択不可経路とで、上方操作経路と同様の長さの操作ストロークを形成するようにできる。この構成によると、固有経路をなす操作可能領域を上下対称なシンプルな形状で設定し、選択可能領域の割り当て位置を上下で変えるだけで、簡易に実現することができる。

ところで、本発明の車載用入力装置には、選択可能領域設定手段により設定されている選択可能領域の配置位置と、該選択可能領域に対応する制御内容との対応関係を視覚的に表示する操作内容表示手段を設けることができる。これにより、選択可能領域の配置形態と、各選択可能領域に対応する制御内容とを確実に把握できる。

さらに、操作内容表示手段は、少なくとも離散入力モードにおいては、選択可能領域の配置位置とともに該配置位置に向かう固有経路を視覚的に図形表示するものとできる。これにより、車両走行中において、ハプティックデバイスがどのような操作経路を辿れば、目的とする選択可能領域に達することができるかを明確に把握できる。

また、本実施形態においては、各固有経路の上下経路が湾曲形状をなすことを特徴としている。そこで、本発明における表示内容変更手段では、各選択可能領域に向かう上下経路を、湾曲形状を反映させた形で図形表示することができる。これにより、湾曲形状を有した固有経路であっても、ドライバーは表示さえ見ればこれに戸惑うことなく操作できる。また、単純な直線形状にするよりもデザイン的にも優れる。

また、操作内容表示手段により視覚表示される表示内容を、選択可能領域設定手段による設定パターンの切り替えに応じて、対応する内容に変更する表示内容変更手段を設けることができる。これにより、設定パターンが切り替えられた場合には表示内容も対応して切り替わるので、選択可能領域の配置形態と各選択可能領域に対応する制御内容とを確実に把握できる。

なお、ハプティックデバイスは、基準ポジションにおけるステアリングホイールの左右双方に設けることができる。これにより、例えば、左右のハプティックデバイスにおいて、各選択可能領域４３に割り付けられる制御内容を異なるものを配置することが可能となるので、より多くの制御内容を操作することが可能となる。そして、その左右双方において、固有経路に含まれる上下経路が、対応する側の手の親指の基関節を中心とした湾曲形状を有するので、双方ともガイド操作をスムーズに行なうことができる。この場合、ハプティックデバイスが、ステアリングホイールの左右双方にある場合、操作内容表示手段は、上下経路の湾曲形状が互いに逆向きになっている双方のハプティックデバイスの固有経路の図形表示を、それぞれの湾曲形状を反映させ、互いに異なる形で図形表示することができる。この構成によると、左右のハプティックデバイスについて、固有経路の湾曲形状の向きの違いを視覚的に認識することができるとともに、デザイン的にも特徴を有した表示となる。

また、固有経路全体において、上方延出経路及び下方延出経路を有する場合に、上よりも下の経路を長くとることができる。ところが、この場合、これら各操作ストローク量をそのまま反映して画面表示とすると、見辛くなる可能性がある。そこで、この場合の表示内容変更手段は、各固有経路の対応する選択可能領域へ向かう操作ストローク量に係る図形表示を、ハプティックデバイスによる実際のそれら操作ストローク量の長短関係とは無関係に表示するものとできる。特に、固有経路全体が、左右方向に延出する共通経路に上方延出経路及び下方延出経路をつなげた形のものである場合、さらに言えば、共通経路に上方延出経路及び下方延出経路が垂直につながるものである場合には、操作内容表示手段は、それら上方延出経路及び下方延出経路の操作ストローク量に係る図形表示を均一の長さにて表示することで、より見易い表示を実現することができる。

操作内容表示手段は、運転席前方に表示面を備えた表示装置とすることができる。具体的に言えば、操作内容表示手段は、表示内容を運転席前方に位置するメーター表示部において表示するものとできるし、表示内容をフロントガラス上の運転席前方位置に投影表示するヘッドアップディスプレイとして構成することもできる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車載用入力装置が組込まれた車両のコックピット図である。車両操作のためのステアリングホイール２には、車内に設置されているエアコン装置やオーディオ装置、ナビゲーション装置、通信装置等の１以上の車載電子機器を操作対象装置とし、これらの操作入力に使用されるハプティックデバイス１が配置されている。ハプティックデバイス１は、ポインティングデバイスとして構成されており、操作範囲が予め規定された二次元操作面４０（図５又は図６参照）上において位置指示操作を行なうものである。

ステアリングホイール２は、図２に示すように、運転者が運転操作時に把持するリング部２ａと、中央のボス部２ｃと、これらを結合するスポーク部２ｄとから構成される。ボス部２ｃには、ホーン機構やエアバック機構が組込まれており、中央領域がエアバックの収納部とされるとともに、表面がホーンボタンとして構成されている。また、ステアリングホイール２が基準ポジション（車両が直進する操作状態：操舵中立位置）にある場合の、リング部２ａの左右両側が、ドライバーによる把持部分２ｂ，２ｂとされている。

ハプティックデバイス１は、ボス部分２ｃのホーンボタンの左脇に設けられている。具体的に言えば、ハプティックデバイス１は、ステアリングホイール２が車両を直進させる基準ポジションにある状態で、運転者がリング部２ａの左側（右側でもよい）の把持部分２ｂを把持した状態で操作可能な位置に配置されており、その把持部分２ｂを把持した左手（右側の場合は右手）、特にその親指により操作可能な位置に設けられている。

図３は、ハプティックデバイス１の断面図である。ポインティングデバイスであるハプティックデバイス１は、ユーザーにより操作されるジョイスティック型操作部（操作部）２１を有しており、主制御部（ＥＣＵ）１００は、基本的には、中立位置からずれるに伴い、操作されている方向に抗する操作反力をジョイスティック型操作部２１に付加するようアクチュエータ（本実施形態においてはモータ）１１，１２を制御する（当然、操作反力は中立位置では付与されない）。なお、ハプティックデバイス１は、ジョイスティック型に限られず、スライダー型やトラックボール型の操作部を有していてもよい。また、本実施形態における中立位置は、二次元操作面４０の幾何学的中心位置に設定されるものとする。

ジョイスティック型操作部２１は、球面状の操作面２１ａを有しており、裏側からは支柱２４が延出して、収納部２０に差し込まれている。支柱２４の途中には球状部２２が形成され、収納部２０に設けられている軸受２３でこれを支持することにより、支柱２４は収納部２０に対して揺動自在に支承されている。このジョイスティック型操作部２１は、非操作時において自身の操作軸線Ｚが中立角度位置に保持されるとともに、操作時においては表示装置２０２に表示される画面５０上で位置指示すべき方向に対応する方向に操作軸線Ｚが中立角度位置から傾斜するよう、中立角度位置への操作反力（復帰力）に抗して操作される。

このように構成されることで、ジョイスティック型操作部２１は、ユーザーが接触する接触面である操作面２１ａに沿った方向に可動可能とされており、ユーザーが自身の手（指先）とジョイスティック型操作部２１との摩擦力を利用して操作を行なうタッチ操作式とされている。

ジョイスティック型操作部２１の操作面２１ａは、操作範囲が予め規定された二次元操作面であり、本実施形態においては、軸受２３に指示されている球状部２２を中心とする球面とされている。また、操作面２１ａの中央部には、ユーザーに中心位置を知らせるための中心位置触感認識部２９が設けられている（本実施形態においては突起部であるが、凹部等でもよい）。これにより、ジョイスティック型操作部２１の操作軸線Ｚが傾斜したことが少なくとも触感により可能（本実施形態では視認でも可能）となる。

本実施形態におけるジョイスティック型操作部２１は、操作面２１ａに沿った半球状の可動域とされ、その範囲内で自在に動かすことができる。すなわち、ユーザーは、自身の手（指先）が操作面２１ａに接触した箇所から、その接触面の面内方向のいずれの方向（３６０度）にも動かすことができる（可動域の端部を除く）。

収納部２０には、ジョイスティック型操作部２１に対して操作が許容される方向に沿って力を付加することが可能なアクチュエータとして、モータ１１，１２が設置されている。モータ１１，１２は、直交するＸ軸，Ｙ軸に対してそれぞれ設けられており、支柱２４に対し図示しないギアを介して接続され、その回転運動を軸線方向（Ｘ軸，Ｙ軸）に沿った直線運動に変換して支柱２４に伝えることで、ジョイスティック型操作部２１に対して力を与える。このモータ１１，１２は、主制御部１００からの駆動信号に基づき、ジョイスティック型操作部２１に対して操作方向に抗する操作反力を付加するように動作するものであり、本発明の操作反力発生手段として機能する。

ハプティックデバイス１の操作部であるジョイスティック型操作部２１は、二次元操作自由度を有するものであり、当該操作部による二次元操作入力変位を検出する操作入力変位検出部としてポジションセンサ１３，１４が設けられている。本実施形態におけるポジションセンサ１３，１４は、アクチュエータとしてのモータ１１，１２の回転軸に連結されたロータリエンコーダ２３，２４である。なお、操作入力変位検出部としてオプティカルイメージセンサ等を使用することもできる。これらポジションセンサ１３，１４によって検出された位置検出信号は、主制御部１００に対してフィードバックされる。

図４は、本発明の車載用入力装置の一例を示すブロック図である。図４に示す車載用入力装置１０は、ステアリングホイール２に配置されたポインティングデバイス１と、該ポインティングデバイス１からの入力操作（位置指示操作及び位置指示入力）に伴う入力信号を受信する主制御部１００とを主として構成されている。主制御部１００は、車内ネットワークを構築する図示されないシリアル通信バスと接続しており、車載用入力装置１０が操作対象とする１以上の外部機器２０１や、運転席前方に表示面を備える表示装置２０２と接続するとともに他のＥＣＵとも接続して、それらＥＣＵと通信（例えば車速信号の入力）が可能となっている。

主制御部１００は、ＣＰＵ１０１と、図示されないＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶部と、それら以外に設けられたハードディスクドライブや不揮発性メモリからなる外部記憶装置１０２と、を備えて構成される。また、ＣＰＵ１０１は、ポインティングデバイス１から信号入力を受ける入出力部（図中のＩ／Ｏ）１０３，１０４と、アクチュエータ１１，１２に対し駆動信号を出力する駆動回路（図中のＸ駆動回路及びＹ駆動回路）１１１，１１２と接続している。ＲＯＭないし記憶装置１０２には、ＣＰＵ１０１が実行する各種プログラム及びそれに必要なデータを記憶しており、ＣＰＵ１０１がこれらプログラムを実行する際にはＲＡＭがその作業領域として利用される。

また、主制御部１００は、基本的には、ポジションセンサ１３，１４からフィードバックされる位置検出信号によってジョイスティック型操作部２１が操作されている方向を検知すると、その操作方向に抗する操作反力を付加するようにアクチュエータ３１，３２を駆動する。つまり、ポジションセンサ１３，１４からフィードバックされる位置検出信号に基づいて、ジョイスティック型操作部２１に付与すべき操作反力の大きさと方向とを算出して、その算出結果が反映された駆動指令信号を駆動回路１１１，１１２に出力する形で、アクチュエータ（モータ）１１，１２の駆動制御を行なう。

ところで、主制御部１００は、ポインティングデバイス２の所定操作範囲を有した二次元操作面４０上において、位置指示入力のための選択可能領域４３を離散的に設定する（選択可能領域設定手段）とともに、ポインティングデバイス２になされる位置指示操作に対し操作反力を付与するアクチュエータ（操作反力付与手段）１１，１２に対する反力制御を実行する（操作反力制御手段）。具体的に言えば、操作反力の制御モードとして、ポインティングデバイス２による選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）へ向かう位置指示操作が、二次元操作面４０上の操作範囲内において任意に可能となるよう操作反力を制御する任意入力モードと、同じく選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）へ向かう位置指示操作が、選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）毎に定められた二次元操作面４０上の固有経路４１０（４１０Ａ〜４１０Ｈ）に沿ってガイドされるよう操作反力を制御する離散入力モードとを有しており、少なくとも車両走行中には離散入力モードを設定するようになっている（操作反力制御手段）。主制御部１００は、上記したシリアル通信バスを介して他のＥＣＵと接続し、車速情報を取得可能となっている（車速検出手段）ので、本実施形態における主制御部１００は、該車速情報を取得して、上記２つのモード間の切り替えを行っている。

図５及び図６は、任意入力モード及び離散入力モードにおける二次元操作面上の操作範囲を簡略的に示した図である。図５及び図６には、操作範囲を有した二次元操作面４０が示されており、各二次元操作面４０（図５（ａ）〜（ｆ）、図４（ａ）〜（ｆ））内にはそれぞれの所定位置に選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）が設定されている。各選択可能領域４３には制御内容が割り付けられ、該選択可能領域４３への位置指示入力により割り付けられた制御内容が実行される。

本実施形態においては、主制御部１００の記憶装置１０２に、選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）の配置位置（配置形態）と、各選択可能領域４３への位置指示入力により実行される制御内容とを対応付けた設定パターンを、設定パターン情報として記憶している。主制御部１００は、所定操作範囲を有した二次元操作面４０上に、この設定パターンに基づいて、選択可能領域４３を離散的に設定するとともに、該選択可能領域４３に対して対応する該制御内容を割り当てる。

設定パターンには、複数のパターンが用意されている。具体的に言えば、設定パターンには、所定操作範囲を有した二次元操作面４０内における選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）の配置形態が互いに異なるものや、選択可能領域４３の配置形態が同じであっても該選択可能領域４３に割り付けられる制御内容が異なるもの、そして、選択可能領域４３の配置形態もそれら各位置４３に割り付けられる制御内容も異なるものが含まれる。

なお、各設定パターンでは、所定操作範囲を有した二次元操作面４０内における選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）の配置形態を、選択可能領域４３の数に応じた固有の配置形態に定められている。本実施形態においては、図５又は図６に示すような６通りの配置形態を定めている。これにより、数によって選択可能領域４３の配置形態が定められているので、ユーザーが配置形態を覚え易い。なお、ハプティックデバイス１がステアリングホイール２の右側に設けられていた場合には、図５及び図６に示す選択可能領域４３の配置形態及び後述する固有経路４１０（４１０Ａ〜４１０Ｈ）が左右対象に入れ替わった形で設けられる。

各選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）に割り付けられた制御内容の実行は、ハプティックデバイス１による位置指示操作により選択可能領域４３を選択し、選択した選択可能領域４３にて位置指示入力を行なうことによりなされる。本実施形態における位置指示入力は、選択不可領域４４から選択可能領域４３への進入操作、又はある選択可能領域４３から他の選択可能領域４３への進入操作である。つまり、ハプティックデバイス２による位置指示操作において、新たな選択可能領域４３に指示位置が切り替わったことに基づいて位置指示入力が受け付けられる。

さらに、本実施形態においては、選択不可領域４４から選択可能領域４３へ、又はその逆の位置指示操作において、選択可能領域４３への進入・離脱を操作触感により認識できるよう反力制御が実行される。具体的に言えば、選択可能領域４３への進入・離脱時にクリック感が得られるように、選択可能領域４３と選択不可領域４４とにおける通常の操作反力（通常反力レベル）よりも大となる操作反力（操作触感反力レベル）を、それら双方の境界にて付与するように、主制御部１００が操作反力を制御する。なお、この操作触感（クリック感）は、選択可能領域４３と選択可能領域４３との境界、ないしは隣接する選択可能領域４３，４３の境界においても生じるものとする。

ここで、任意入力モード及び離散入力モードについて説明する。図５は、任意入力モードおける所定操作範囲を有した二次元操作面４０を簡略的に示した図である。任意入力モードは、車両停車状態、さらには車両の徐行状態といった、車速が予め定められた車速閾値（車速レベル）を下回る場合に実行される制御モードであり、二次元操作面４０上にて、中立位置４０ｎから遠ざかるに従い該中立位置４０ｎに戻す方向に予め定められた所定の操作反力が付与される以外、ハプティックデバイス１による選択可能領域４３へ向かう位置指示操作を制限する操作反力は付与されない。

他方、図６は、離散入力モードおける所定操作範囲を有した二次元操作面４０を簡略的に示した図である。離散入力モードは、車速が上記車速閾値（車速レベル）を上回る場合に実行される制御モードであり、操作範囲４０上には、操作制限領域４２と操作許可領域４１との２つの領域が設定される。具体的に言えば、各設定パターンにおいて、ハプティックデバイス１による選択可能領域４３へ向かう位置指示操作が、それら選択可能領域４３毎に定められた二次元操作面上の固有経路４１０（４１０Ａ〜４１０Ｈ）に沿ってガイドされるよう操作反力が制御され、固有経路４１０上が操作許可領域４１、それ以外が操作制限領域４２と定められている。

さらに、本実施形態においては、離散入力モードにおいて、各固有経路４１０（４１０Ａ〜４１０Ｈ）からなる固有経路全体が、二次元操作面４０上において、ハプティックデバイス１の上下操作方向に延出する上下経路４５０を有する。そして、少なくとも当該上下経路４５０が、操作を行なう親指の付け根部分に位置する基関節側を中心とする湾曲形状をなして設定されている。ハプティックデバイス１が上記の通りステアリングホイール２上に設けられた場合、その親指による上下操作は、親指の付け根の基関節を中心とした湾曲軌跡上をなぞる操作となるため、この構成によると、離散入力モードにおける上下経路４５０が湾曲軌跡を有することで、操作をスムーズに行なうことが可能となっている。本実施形態においては、上下経路４５０は、二次元操作面４０上に複数設けられており、それら全ての上下経路が湾曲形状を有するように定められている。これにより、全ての上下経路のガイド操作をスムーズに行なうことができる。

また、湾曲した上下経路４５０を含む固有経路４１０全体には、二次元操作面４０上にてハプティックデバイス１の左右操作方向に延出し、複数の固有経路４１０に共用される共通経路４７が含まれている。そして、湾曲形状を有する各上下経路４５０は該共通経路４７と交わるように経路が定められている。共通経路４７により、固有経路４１０全体をシンプルな形状となっている。

なお、本実施形態における共通経路４７は、二次元操作面４０上に１つと定められており、全ての上下経路４５０がこれにつながるように定められている。共通経路４７が１つに集約されていることで、固有経路４１０全体はよりシンプルな形状となっている。

また、湾曲した上下経路２５０は、二次元操作面４０上において、対応する選択可能領域４３へ向かうためのハプティックデバイス１の上側への操作をガイドする上方操作経路４５と、同じく対応する選択可能領域４３へ向かうためのハプティックデバイスの下側への操作をガイドする下方操作経路４６とのいずれかとすることができる。本実施形態においては、これら上方操作経路４５及び下方操作経路４６が、自身の湾曲形状に沿って上記共通経路４７及び自身に対応する選択可能領域４３に対し直接つながる経路となっている。このため、選択可能領域４３に至る主となる操作が上下方向操作、共通経路４７上を操作する補助的な操作が左右方向操作とされている。

また、本実施形態においては、設定パターンが複数あり、それら全ての設定パターンにおいて、二次元操作面４０上に設定される共通経路４７の発生位置を同一の位置に定めている（図６（ｃ）〜図６（ｆ）参照）。さらに、該共通経路４７における上方操作経路４５及び下方操作経路４６の発生起点を予め定めておき、それら発生起点のみに上方操作経路４５及び下方操作経路４６がつながるように設定される（図６の（ｅ）及び図６（ｆ）参照：本実施形態における発生起点は共通経路４７上の左端、中央、右端の３箇所であり、いずれも上下双方の操作経路４５，４６を発生可能とされている）。なお、設定パターンの中には、左右に延出する共通経路４７の左右両端部のいずれか又は双方において、当該端部に上方操作経路４５及び下方操作経路４６の発生起点が定められているものの、当該発生起点から上方操作経路４５及び下方操作経４６路を発生されず、当該端部を選択可能領域４３として定めた設定パターンもある（図６（ｃ）及び図６（ｄ）参照）。

なお、本実施形態における固有経路４１０は、図７に示すとおりである。選択可能領域４３ａへ向かう固有経路４１０Ａは中立位置４０ｎを含む中立領域４１ｎ及び経路４１０ａ、選択可能領域４３ｂへ向かう固有経路４１０Ｂは中立領域４１ｎ及び経路４１０ｂ、選択可能領域４３ｃへ向かう固有経路４１０Ｃは中立領域４１ｎ及び経路４１０ｃ、選択可能領域４３ｄへ向かう固有経路４１０Ｄは中立領域４１ｎ及び経路４１０ｄ、選択可能領域４３ｅへ向かう固有経路４１０Ｅは中立領域４１ｎ及び経路４１０ｃ，４１ｃ，４１０ｅ、選択可能領域４３ｆへ向かう固有経路４１０Ｆは中立領域４１ｎ及び経路４１０ｃ，４１ｃ，４１０ｆ、選択可能領域４３ｇへ向かう固有経路４１０Ｇは中立領域４１ｎ及び経路４１０ｄ，４１ｄ，４１０ｇ、そして、選択可能領域４３ｈへ向かう固有経路４１０Ｈは中立領域４１ｎ及び経路４１０ｄ，４１ｄ，４１０ｈである。

また、本実施形態においては、設定パターンの変更がない限り、離散入力モードと任意入力モードとの間の切り替えで選択可能領域４３の変更が無い。このため、モード切り替え処理を簡易なものとできる。ただし、離散入力モードにおいては、選択可能領域４３（４３ａ〜４３ｈ）を操作制限領域４２にまで広げて設定したところで、操作許可領域４１上しか位置指示操作できないので、離散入力モードにおける実質的な選択可能領域４３は、操作許可領域４１内に存在するといってもよい。本発明においては、離散入力モードにおける選択可能領域４３の設定方法は、少なくとも操作許可領域４１（４１ａ〜４１ｈ）のみが選択可能領域４３に設定されるようになっていればよく、必ずしも本実施形態のように操作制限領域４２まで広げた設定とする必要は無い。

操作許可領域４１から操作制限領域４２に進入する位置指示操作がなされた場合には、その境界にて、ハプティックデバイス１をその方向に強く操作しても動かない程度の、通常レベルよりも大となる操作阻止レベルの操作反力が付与され、その進入操作が阻止される。つまり、操作制限領域４２内におけるハプティックデバイス１による位置指示操作が禁止された状態となる。他方、操作許可領域４１上においては、中立位置４０ｎから遠ざかるに従い該中立位置４０ｎに戻す方向に予め定められた所定の操作反力が付与されるが、これは上記任意入力モードと同様の、通常レベルの操作反力が付与されるものであり、特に操作が制限されるものではない。

また、上記した２つの制御モードの切り替えは車速に応じて実行されるが、本実施形態において、車速の変更により生じる変化は、上記操作制限領域４２を設けるための操作反力制御の設定変更のみであり、設定パターンまで変更するものではない。ただし、車速の変更により、制御モードを変更しつつ設定パターンも変更するような構成であっても問題は無い。

また、本実施形態において、ハプティックデバイス１による操作対象に定められられる各種車載用電子機器２０１は、主制御部１００に接続する外部機器である。例えば、「カーナビゲーション装置」や「カーエアコン」、「カーオディオ」等であり、これらの他にも、「視界支援機能」としての、「前方撮影カメラ」、「後方撮影カメラ」、「ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＢ）」、「側方撮影カメラ」、「駐車支援機能」、「夜間視界支援機能」、「後側方監視警報機能」であったり、「シート／ステアリングポジション変更機能」、「ミラーポジション変更機能」、「走行支援機能」を備える各種電子機器等を含むことができる。また、これら以外の機器機能を有した車載用電子機器及を含んでもよい。

ところで、主制御部１００には表示装置２０２が接続している。表示装置２０２は、設定されている選択可能領域４３の配置位置と、該選択可能領域４３に対応する制御内容との対応関係を視覚的に表示する操作内容表示手段として機能するとともに、その表示内容を、主制御部１００による設定パターンの切り替えに応じて、対応する内容に変更する表示内容変更手段としても機能するものである。

図８（ａ）及び（ｂ）は、その表示画面５０を簡略的に図示したものであり、画面５１（５０）は任意入力モード時の表示内容を示すポインタ選択画面を示しており、他方、画面５２（５０）は離散入力モード時の表示内容を示すポインタ選択画面である。図８の画面５０（５１，５２）上には、各選択可能領域４３に対応する位置５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｅ，５３ｆ，５３ｇ，５３ｈ）に、対応する選択可能領域４３の制御内容が文字表示されている。ただし、離散入力モードにおいては、各選択可能領域４３に対応する配置位置５３での制御内容の文字表示とともに、各配置位置５３に向かう固有経路相当部分５９が、現在設定されている実際の固有経路４１０に近い形状で視覚的に図形表示されている。他方、任意入力モードでは、離散入力モードにおいて固有経路４１０が表示されていた領域をつめて、各選択可能領域４３の位置関係及びそれらの制御内容のみをシンプルに表示している。

なお、本実施形態においては、各固有経路４１０の上下経路４５０が湾曲形状をなすことを特徴としている。そこで、表示装置２０２では、図１５に示すように、各選択可能領域４３に向かう上下経路４５０を、湾曲形状を反映させた形で図形表示している。これにより、湾曲形状を有した固有経路４１０であっても、ドライバーは表示さえ見ればこれに戸惑うことなく操作できる。また、単純な直線形状で表示するよりもデザイン的にも優れる。

表示装置２０２に表示される選択可能領域４３の制御内容は、図８に示すように、画像にて表示することができる。本実施形態においては、各選択可能領域４３に対応する制御内容を文字表示した画像５３（５１ａ〜５１ｈ，５２ａ〜５２ｈ）である。この場合、ハプティックデバイス１により位置指示操作がなされ、選択可能領域４３が位置指示されると、その指示位置の画像５３が強調表示される。これにより、ハプティックデバイス１による指示位置を視覚的に把握することができる。本実施形態においては、位置指示された領域を、それまでよりも明るい表示とするハイライト表示がなされる。なお、指示位置が選択可能領域４３上となった場合には、同一の表示形態で表示されていた各選択可能領域４３に対応する画像５３のうち、位置指示されたものだけを強調表示して、他とは異なる表示状態としてもよい。具体的には、上記のようなハイライト表示や、文字と背景色の表示色が反転する形の強調表示を行なうことができる。

本実施形態における表示装置２０２は、図１において、運転席前方のステアリングホイール２の奥側に表示部４が設けられてなるメーター表示装置として構成されており、図１５のような形でタコメータ４Ａとスピードメータ４Ｂとの間の領域に、上記表示画面５０（画面５１，５２）の表示がなされる。ただし、図１５における画面５２の表示は、固有経路相当部分５９上において指示位置（ポインタ）５０Ｐを発光させた形で行っている。なお、デジタル表示式のスピードメータの右には燃料メータ４Ｃも表示されている。

また、本実施形態における表示装置２０２は、周知のカラー液晶表示器で構成され、ドット・マトリックスＬＣＤ（Liquid Crystal Display）およびＬＣＤ表示制御を行なうための図示しないドライバ回路を含んで構成されている。ドライバ回路は、例えば、画素毎にトランジスタを付けて目的の画素を確実に点灯させたり消したりすることができるアクティブマトリックス駆動方式が用いられ、主制御部１００から送られる表示指令および表示画面データに基づいて表示を行なう。表示装置２０２としては、他に有機ＥＬ（ElectroLuminescence：電界発光）表示器，プラズマ表示器を用いてもよい。

ところで、本実施形態の車載用入力装置１０は、ハプティックデバイス１により選択可能領域４３にて位置指示入力がなされると、主制御部１００がその選択可能領域４３に対応する制御内容を実行する。

本実施形態における設定パターンは、各選択可能領域４３に割り付けられる制御内容が関連するもののみが集められて設けられている。具体的に言えば、同一の機器２０１又は同一の機器機能に係る制御指示内容のみを集め、各選択可能領域４３に割り付けた制御指示用の設定パターンである。具体的に言えば、図９（ａ）に示すように、各選択可能領域４３ａ，４３ｂ，４３ｅ，４３ｆ，４３ｇ，４３ｈに対し、「前方撮影カメラ」、「後方撮影カメラ」、「ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＢ）」、「側方撮影カメラ」、「駐車支援機能」、「夜間視界支援機能」、「後側方監視警報機能」といった「視界支援機能」のみを割り付けた設定パターンや、その他、図９（ｂ）に示すように、各選択可能領域４３ａ，４３ｂ，４３ｅ，４３ｇ，４３ｈに対し、各種車両機能に関するもののみを割り付けた設定パターンを等である。なお、図９は離散入力モードにおける表示となっているが、任意入力モードにおいても同様である。

また、設定パターンには、各選択可能領域４３に、別の設定パターンに切り替える制御内容を割り付けた設定パターン切替用のものもある。この場合、各選択可能領域４３には、切り替え先の設定パターンが対応付けられており、選択可能領域４３への位置指示入力に基づいて、位置指示入力された該選択可能領域４３に対応する設定パターンへの切り替えが実行されるとともに、表示装置２０２における表示内容を対応する内容に変更するように変更指示を出力する。

なお、設定パターン切替用の選択可能領域４３にて位置指示入力を行った直後、該選択可能領域４３を位置指示するための一定の操作力を継続して付与していれば、ハプティックデバイス１の指示位置は、基本的には、その選択可能領域４３と同位置のままとなる。ところが、当該選択可能領域４３が、設定パターンの切り替えに伴い操作不可領域４２に変更される場合は、操作中立４０ｎに向けた操作阻止レベルの操作反力が直ちに付与され、ハプティックデバイス１による指示位置は、少なくとも操作許可領域４１にまで強制的に押し戻される。操作力を付与していない状態であれば当然、中立位置４０ｎにまで自動的に押し戻される。

この設定パターンを切り替える設定パターンに関して、本実施形態においては、各選択可能領域４３に対し、同一の車載用電子機器２０１又は車載電子機器２０１における同一の機器機能に関する制御指示内容が割り付けられ、位置指示入力に基づいて対応する制御指示内容が実行される下位階層の設定パターン（制御指示用設定パターン）と、設定パターンを切り替えるために各選択可能領域４３に対し、互いに異なる車載用電子機器２０１又は機器機能に関する下位階層の設定パターンが割り付けられた上位階層の設定パターン（設定パターン切替用設定パターン）と、を有する形で構成されている。つまり、上位の設定パターンで使用する機器又は機能を選択し、下位の設定パターンで上位で選択した機器又は機能において使用する具体的な内容を選択するといった階層的な選択パターンの切替形態を有している。

具体例を図１０に示す。図１０（ａ）は、使用する車載用電子機器２１０又はその機器機能を選択する上位階層の設定パターンである。この上位の設定パターンから、「ミラーポジション変更機能」を位置指示入力により選択すると、それよりも下位階層の設定パターンに切り替わる。この下位階層の設定パターンは、上位の階層で選択した機器又は機器機能に関連する制御内容が集められた設定パターンである。本実施形態においては、図１０（ｂ）に示すように、「ミラーポジション変更機能」に関連する制御内容を含む設定パターンであり、具体的にどのミラーを変更するかを選択する制御内容を有している。さらに、この設定パターンから、変更したいミラーを位置指示入力により選択すると、現在よりもさらに下位階層の設定パターンに切り替わる。この下位階層の設定パターンも、上位の階層で選択した機器又は機器機能に関連する制御内容が集められた設定パターンである。本実施形態においては、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ｂ）で選択したミラーに関連する制御内容を含む設定パターンであり、ミラーを上下左右のどちら向きに傾斜させるかを決定する制御指示内容を含む設定パターンである。つまり、この図１０（ｃ）の設定パターンにおいては、各選択可能領域４３に対し位置指示入力を行ったとしても設定パターンは変更されなず、その代わりに、位置指示入力を行った選択可能領域４３の制御指示内容が実行される。ここでは、一度の選択（位置指示入力）により、予め定められた所定角度分だけのミラーの角度変更が実行される。なお、図１０は離散入力モードにより示されているが、上記内容は任意入力モードにおいても当然適用される。

ただし、この場合、下から上に階層を戻るための階層戻り操作部を設けることが望ましい。例えば、各下位階層の設定パターンに、上位階層に戻る制御内容が割り付けられた選択可能領域４３を設け（離散入力モードにおいては対応する固有経路も設ける）、その選択可能領域４３への位置指示入力を階層戻り操作とすることができる。また、ハプティックデバイス１において、ジョイスティック型操作部２１による方向操作（位置指示操作）とは異なる方向への操作により階層戻り操作ができるように設けることもできる。例えば、図２２に示すように、ジョイスティック型操作部２１に押圧操作部としての機能（タクトスイッチ６０が押圧操作部として機能する）を付与して、その押圧操作により階層戻り操作ができるようにしてもよい。また、階層戻り操作部をハプティックデバイス１とは別の操作部２８として設けてもよい。例えば、図２１に示すように、ステアリングホイール２のハプティックデバイス２とは逆側にて、該ステアリングホイール２を把持する他方の手で操作可能な位置、特にはその手の親指で操作可能な位置に設けることができる。

また、設定パターンの中には、各選択可能領域４３に割り付けられる制御内容の中に、予め定められた選択可能領域４３への位置指示入力に基づいて、当該選択可能領域４３以外の他の選択可能領域４３への位置指示入力を制限する内容を有したものがある。つまり、選択可能領域４３の中に、特定の選択可能領域４３に位置指示入力があった場合に、位置指示入力が制限される位置指示入力制限領域がある。本実施形態においては、離散入力モードにおいて、当該位置指示入力制限領域４３の位置指示入力が制限されるよう、その位置指示入力制限領域４３の固有経路４１０の少なくとも一部を、操作許可領域４１から操作制限領域４２に切り替える形で実行される。ただし、この操作許可領域４１から操作制限領域４２への切り替えは、位置指示入力が制限されない選択可能領域４３の固有経路４１０上では行なわれないものとする。

具体的には、図１１に示すオーディオ操作画面が表示されるようなオーディオ操作用の設定パターンにおいて、オーディオがＯＦＦに操作されている場合には、図１１（ａ）に示すように、中立領域か４１ｎらオーディオのＯＮ／ＯＦＦを切り替える制御指示内容の選択可能領域４３ａまでしかポインタＰを移動できない制限状態となる。つまり、固有経路４１０Ａを除く全ての固有経路４１０が操作制限領域４２に切り替えられている。一方で、オーディオをＯＮする位置指示入力がされた場合には、図１１（ｂ）に示すように、選択可能領域４３ａ，４３ｂ，４３ｅ，４３ｆ，４３ｇ，４３ｈへ向かう全ての固有経路４１０に沿ったポインタＰの移動が可能な移動可能状態となる。

なお、図１１（ａ）における符号４９は、離散入力モードにおいて、オーディオＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるに伴い、ハプティックデバイス１による位置指示ができない操作阻止レベルの操作反力が付与される領域を視覚的に分かり易く示した部分であり、実際には操作制限領域４２と同じ操作反力レベルが付与される領域である。つまり、図１１（ａ）においては、領域４９は、オーディオＯＮ状態における操作許可領域４１ｎ，４１ｂ，４１０ｂ，４１ｃ，４１０ｃ，４１ｄ，４１０ｄ，４１ｅ，４１０ｅ，４１ｆ，４１０ｆ，４１ｇ，４１０ｇ，４１ｈ，４１０ｈである。実際に、離散入力モードにおいて操作制限領域４２に切り替わる操作制限対象領域である。

ただし、これを表示装置２０２において表示する場合には、離散入力モードにおいて一部の操作許可領域４１が操作制限領域４２に切り替わった際に、それが一時的なものであることを認識できる形で、その操作制限対象領域４９を表示する。図１１（ａ）の場合、離散入力モードにおいて操作反力が切り替わる可能性がある一部の領域４９では、操作制限領域４２に切り替わった後でも切り替え前の操作許可領域４１ｎ，４１ｂ，４１０ｂ，４１ｃ，４１０ｃ，４１ｄ，４１０ｄ，４１ｅ，４１０ｅ，４１ｆ，４１０ｆ，４１ｇ，４１０ｇ，４１ｈ，４１０ｈが視覚的に認識できる形で表示される。また、図１１（ａ）の場合、操作制限対象領域４９は、操作許可領域４１であるときには、他の操作許可領域４１と同様の表示形態となっているが、操作制限領域４２に切り替わった際には、切り替え前の操作許可領域４１とは異なる表示形態で、かつ他の操作制限領域４２とも異なる表示形態となる。これにより、領域４９が操作禁止領域に切り替わった際に、それが一時的なものであることを、ユーザーは容易に認識することが可能となる。さらに、図１１（ａ）の場合、操作制限対象領域４９は、操作制限領域４２に切り替わる際に、その周辺の操作制限領域４２の一部を含めた形で、切り替え前の操作許可領域４１及び他の操作制限領域４２と異なる表示形態に切り替わるので、一時的なものであることが一層強調して表示される。

なお、上記実施形態においては、位置指示入力制限領域４３への位置指示入力の制限を、主制御部１００が、位置指示入力制限領域となる選択可能領域４３を選択不可領域４４に切り替える形でおこなってもよい。

ところで、主制御部１００の記憶装置１０２には、各種プログラムが記憶されている。具体的に言えば、設定パターンの切り替えを実行する設定パターン切替プログラムと、操作反力の制御モードを設定し、設定された制御モードに基づいて、ジョイスティック型操作部２１に操作反力を発生させる操作反力発生プログラムと、選択可能領域４３において位置指示入力を受け付ける位置指示入力受付プログラムと、が記憶されている。これらプログラムは、ＣＰＵ１０１により実行され、本発明の選択可能領域設定手段（設定パターン切替プログラム）、操作反力制御手段（操作反力発生プログラム）として機能するものである。

さらに、記憶装置１０２には、上記プログラムの実行に使用されるデータとして、設定パターン情報と、選択許可領域配置情報と、反力情報と、が記憶されている。設定パターン情報は、選択可能領域４３の配置形態（図５及び図６参照）とその配置形態において該選択可能領域４３に割り付けられる制御内容とを対応付けた複数の設定パターンに関する情報である。選択許可領域配置情報は、離散入力モードにおいてジョイスティック型操作部２１の二次元操作面上に定められる操作許可領域４１と操作制限領域４２とを特定する座標データであり、さらに本実施形態においては操作制限対象領域４９を特定する座標データでもある（図６参照）。反力情報は、ジョイスティック型操作部２１の二次元操作面４０上に定められる各種領域（操作許可領域４１、操作制限領域４２等）の反力設定値を特定する情報である。

設定パターン切替プログラムの処理を、図１２のフローチャートを用いて説明する。まず、Ｓ１は、設定パターンの指定待ち状態であり、Ｓ２にて、セットすべき設定パターンの指定がなければ、そのまま本プログラムは終了する。セットすべき設定パターンが指定されるとＳ３に進んで、指定された設定パターンに関するデータ（設定パターン情報）を記憶装置１０２から読み出し、Ｓ４にて設定パターンをセットする。具体的に言えば、Ｓ４では、Ｓ３で読み出した設定パターン情報に基づいて、当該設定パターンの選択可能領域４３の配置形態を特定し、特定された配置形態に基づいて、ジョイスティック型操作部２１の二次元操作面４０上に各選択可能領域４３を設定する。そして、設定された各選択可能領域４３に対し、読み出した設定パターン情報に基づいて、対応する制御内容を割り付ける。Ｓ５では、Ｓ４でセットした設定パターンに対応する表示を実行するように、表示装置２０２に表示切替指令信号を出力し、本プログラムを終了する。なお、本プログラムは、所定間隔にて繰り返し実行されるものである。

次に、操作反力発生プログラムの処理を、図１３のフローチャートを用いて説明する。まず、Ｓ１１では、現在の車両の車速Ｖを取得する。具体的には、他のＥＣＵから車速センサの検出値を取得する。そして、Ｓ１２では、取得した車速値Ｖが予め定められた車速閾値（車速レベル：例えば５ｋｍ／ｈ）Ｖ０を上回るか否かを判定する。上回る場合はＳ１３に進み、離散入力モードを設定する。他方、上回らない場合はＳ２０に進み、任意入力モードを設定する。

Ｓ１３にて離散入力モードが設定されると、記憶装置１０２から、現在セットされている設定モードに対応する選択可能領域４３の配置形態（図６参照）を特定する。続いて、選択許可領域配置情報を読み出し、特定された選択可能領域４３の配置形態に対応する、離散入力モードにおける操作許可領域４１（固有経路４１０）を特定する。

Ｓ１４では、離散入力モードに対応する表示を実行するように、表示装置２０２に表示切替指令信号を出力する。ただし、前回の表示においても、離散入力モードの表示がなされていた場合には、表示の変更は行なわずに、前回の表示内容を継続して表示する。

Ｓ１５では、操作ノブをなすジョイスティック型操作部２１による、二次元操作面４０上での指示位置を検出し、その指示位置を記憶装置１０２の所定記憶領域に記憶する。そして、Ｓ１６にて、その指示位置と、前回の指示位置との差分を算出して、指示位置の変位量を算出する。ただし、初回は、中立位置４０ｎからの差分を算出するものとする。そして、Ｓ１７にて、指示位置が移動したか否かを判定する。指示位置がそのままであると判定された場合は、本プログラムを終了する。ただし、本プログラムは所定周期で繰り返し実行されるものである。Ｓ１７で、指示位置が移動したと判定された場合にはＳ１８に進む。

Ｓ１８及びＳ１９では、ジョイスティック型操作部２１に対し、指示位置及び操作方向に応じた操作反力を付与する処理を行なう。具体的に言えば、まずは、Ｓ１３において設定された選択許可領域４１と、それ以外の領域である選択制限領域４２との境界を特定する（Ｓ１８）。その上で、ジョイスティック型操作部２１による位置指示操作により、指示位置が操作許可領域４１から操作許可領域４１に変位するものであれば、通常反力レベルの操作反力を操作方向とは逆向きに付与するよう、ＣＰＵ１０１がＸ駆動回路１１１及びＹ駆動回路１１２に出力する駆動指令内容を算出する（Ｓ１８）。他方、ジョイスティック型操作部２１による位置指示操作により、指示位置が操作許可領域４１から操作制限領域４２への指示位置の変位であれば、その操作を阻止する、通常反力レベルよりも大きい操作阻止レベルの操作反力を操作方向とは逆向きに付与するよう、ＣＰＵ１０１がＸ駆動回路１１１及びＹ駆動回路１１２に出力する駆動指令内容を算出する（Ｓ１８）。なお、各操作反力の大きさは、記憶装置１０２から反力情報を読み出し、これに基づいて設定する。そして、ＣＰＵ１０１は、算出された駆動指令内容を反映した駆動指令信号をＸ駆動回路１１１及びＹ駆動回路１１２に対し出力し、アクチュエータ１１，１２を駆動制御する（Ｓ１９）。アクチュエータ１１，１２を駆動したら、Ｓ１１に戻る。

また、本実施形態においては、ハプティックデバイス１による選択不可領域４４から選択可能領域４３への指示位置の移動操作により、位置指示入力となる。このため、操作許可領域４１上において、選択不可領域４４から選択可能領域４３への進入時及び選択可能領域４３から選択不可領域４４への離脱時と、ある選択可能領域４３から別の選択可能領域４３への進入及び離脱時に、クリック感が得られるように、それら双方の境界にて通常反力レベルよりも大となる触感反力レベルの操作反力を操作方向とは逆向きに付与するよう、ＣＰＵ１０１がＸ駆動回路１１１及びＹ駆動回路１１２に出力する駆動指令内容を算出する（Ｓ１８）。なお、触感反力レベルの操作反力の大きさは、記憶装置１０２から反力情報を読み出し、これに基づいて設定する。

Ｓ２０にて任意入力モードが設定されると、記憶装置１０２から、現在セットされている設定モードに対応する選択可能領域４３の配置形態（図５参照）を特定する。任意入力モードにおいては、ジョイスティック型操作部２１による二次元操作面４０の全面が選択許可領域４１となる。

Ｓ２１では、任意入力モードに対応する表示を実行するように、表示装置２０２に表示切替指令信号を出力する。ただし、前回の表示においても、任意入力モードの表示がなされていた場合には、表示の変更は行なわずに、前回の表示内容を継続して表示する。

Ｓ２２では、操作ノブをなすジョイスティック型操作部２１の二次元操作面４０上における指示位置を検出し、その指示位置を記憶装置１０２の所定記憶領域に記憶する。そして、Ｓ２３にて、その指示位置と、前回の指示位置との差分を算出して、指示位置の変位量を算出する。ただし、初回は、中立位置４０ｎとの差分を算出するものとする。Ｓ２４では、指示位置が移動したか否かを判定する。指示位置がそのままであると判定された場合は、本プログラムを終了する。ただし、本プログラムは所定周期で繰り返し実行されるものである。Ｓ２４で、指示位置が移動したと判定された場合にはＳ２５に進む。

Ｓ２５及びＳ２６では、ジョイスティック型操作部２１に対し、指示位置及び操作方向に応じた操作反力を付与する処理を行なう。具体的に言えば、まずは、ジョイスティック型操作部２１の二次元操作面４０上の全ての領域において、通常反力レベルの操作反力を操作方向とは逆向きに付与するよう、ＣＰＵ１０１がＸ駆動回路１１１及びＹ駆動回路１１２に出力する駆動指令内容を算出する（Ｓ２５）。なお、通常反力レベルの操作反力の大きさは、記憶装置１０２から反力情報を読み出し、これに基づいて設定する。そして、ＣＰＵ１０１は、算出された駆動指令内容を反映した駆動指令信号をＸ駆動回路１１１及びＹ駆動回路１１２に対し出力し、アクチュエータ１１，１２を駆動制御する（Ｓ２６）。アクチュエータ１１，１２を駆動したら、Ｓ１１に戻る。

次に、位置指示入力受付プログラムの処理を、図１４のフローチャートを用いて説明する。まず、Ｓ４１では、位置指示入力の有無を判定する。なお、本プログラムも所定周期で繰り返し実行されるものである。位置指示入力があった場合にはＳ４２に進み、位置指示入力のあった位置が選択可能領域であるかを判定する。本実施形態においては、選択可能領域への位置指示操作が位置指示入力に相当するので、ここでの否定は生じない。位置指示入力が選択可能領域でなされていた場合には、Ｓ４３にて、当該選択可能領域の制御内容を、現在適用されている設定パターン情報を記憶装置１０２から読み出す。

Ｓ４４では、読み出した制御内容が設定パターンを切り替えるものであるか否かを判定する。設定パターンを切り替えるものであればＳ４５に進み、Ｓ４３で読み出した制御内容に基づく設定パターンを指定する。これにより、図１２のＳ２にて、設定パターンの指定があったと判定され、続く処理にて設定パターンの切り替えが実行される。

Ｓ４４で読み出した制御内容が設定パターンを切り替えるものでなければ、４６に進む。Ｓ４６では、Ｓ４３で読み出した制御内容に基づく制御を実行する。例えば、車載用電子機器又はその機能の実行や、制御パラメータの変更をするための制御指示情報の出力等を行なう。

なお、Ｓ４５又はＳ４６が終了した場合、さらには、Ｓ４１又はＳ４２のいずれかで否定の方向（ＮＯ）に進んだ場合は、本プログラムを終了するただし、本プログラムも所定周期で繰り返し実行されるものである。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、表示装置２０２は、メーター表示装置ではなく、図１６に示すヘッドアップディスプレイ装置であってもよい。図１６に示すヘッドアップディスプレイ装置２０２は、運転者前方に位置するウインドシールドＷＳの下側から車両の内側へ延出するインストルメントパネルＩＰの内部に表示器が配設されており、表示画像を映し出した液晶パネル２０３に対しバックライト２０４で光を照射すると、液晶パネル２０３を透過した光がウインドシールドＷＳに入射し、運転席に着座した運転者ＤＲの目に向けて反射されることで、表示画像５０（５１又は５２）が虚像として運転者ＤＲに捕らえられる。図１５と同様の表示画像５０（５１又は５２）を表示することができる。また、図１のセンターコンソールＣＣに設けられたディスプレイ（車室前方のセンターに位置するセンターディスプレイ）５に表示画像５０（５１又は５２）を表示してもよい。

また、上記実施形態では、主制御部１００が、離散入力モードにおいて、特定の選択可能領域４３への位置指示入力に基づき、その選択可能領域４３以外に定められた他の選択可能領域（位置指示入力制限領域）４３への位置指示入力を制限するものであったが、離散入力モード及び任意入力モードとは無関係に、主制御部１００が、車両の走行状態に基づいて、主制御部１００は、予め定められた選択可能領域（位置指示入力制限領域）４３への位置指示入力を制限し、それに伴う表示装置２０２の表示切り替えを実行することができる。即ち、予め定められた走行状態となることを条件（入力制限実行条件）として、その条件を満足したときに、対応する位置指示入力制限領域４３への位置指示入力を制限することができる。

具体的には、予め定められた車両の走行状態となることを条件（入力制限実行条件）に、主制御部１００が、位置指示入力制限領域となる選択可能領域４３の固有経路４１０の一部又は全てを、操作許可領域４１から操作制限領域４２となるよう反力設定を切り替える形で行なう。なお、位置指示操作が制限される可能性がある領域は、位置指示入力制限領域４３の固有経路４１０の一部又は全てであり、この領域を操作制限対象領域４８ということができる。この操作制限対象領域４８は、位置指示入力制限領域となる選択可能領域４３の固有経路４１０のうち、位置指示入力制限領域とはならない選択可能領域４３と共通する固有経路を除く経路部分に設定される。

例えば、車両の走行状態を定めるパラメータとして車速がある。従って、検出される車速に基づいて、予め定められた選択可能領域（位置指示入力制限領域）４３での位置指示入力が制限されるよう、操作反力を制御するように構成できる。より具体的に言えば、主制御部１００が、車速が予め定められた車速閾値（車速レベル）を上回っていることを条件（入力制限実行条件）に、位置指示入力制限領域をなす選択可能領域４３において位置指示入力が制限されるよう操作反力を制御し、車速がその車速閾値を下回った場合にはその制限を解除するようにに構成できる。

さらに、位置指示入力制限領域をなす選択可能領域４３に、予め定められた車載用電子機器２０１又はその機器機能に対応する制御内容を割り当てることができる。これにより、車両走行中に実行する必要のない車載用電子機器２０１又はその一部の機器機能、あるいは車両走行中に実行されるべきでない車載用電子機器２０１又はその一部の機器機能を、車両走行中において強制的に実行できないようにできる。図１７では、車速一定以上での車両走行中に駐車支援機能の使用が制限された、ハプティックデバイス１の二次元操作平面４０を示している。

なお、車両の走行状態として車速を定めた場合には、入力制限実行条件と、任意入力モードから離散入力モードへ切り替えるモード切替条件とを同一に定めることもできる。つまり、任意入力モードから離散入力モードに切り替わるに伴い、任意入力モードにおいては位置指示入力可能であった選択可能領域４３のうち特定のもの（位置指示入力制限領域）が、位置指示入力できなくなるよう、主制御部１００が操作反力を制御するように構成できる。具体的には、離散入力モードへの切り替えに伴い、位置指示入力制限領域をなす選択可能領域４３上への位置指示操作が阻止されるよう、その固有経路の少なくとも一部（上記操作制限対象領域４８）を操作制限領域４２に設定することで実現できる。

逆に、車速が予め定められた車速レベルを下回った場合に、位置指示入力制限領域４８での位置指示入力を制限し、車速がその車速レベルを上回った場合にはその制限を解除するようにも構成できる。例えば、離散入力モードから任意入力モードに切り替わるに伴い、離散入力モードにおいては位置指示入力可能であった選択可能領域４３のうち特定のもの（位置指示入力制限領域４８）が、任意入力モードにおいて位置指示入力できなくなるよう、主制御部１００が操作反力を制御するように構成できる。

また、上記車両の走行状態とは、車速のみで定められる状態だけではなく、シフトポジションによっても定めることができる。従って、例えば、シフトポジションがドライブに入っていることを条件（入力制限実行条件）に、上記した、車速が予め定められた車速レベルを上回ったことをときと同様の位置指示入力制限を実行できる。また、シフトポジションがパーキングに入っていることを条件（入力制限実行条件）に、上記した、車速が予め定められた車速レベルを下回ったときと同様の位置指示入力制限を実行できる。

また、入力制限対象領域として、車両の後進に関連する車載用電子機器又はその機器機能に関する制御内容が割り付けられた選択可能領域４３を定め、シフトポジションがバックに入っていないことを条件（入力制限実行条件）に、その位置指示入力を制限するようにしてもよい。車両後進に関連する機器機能としては、バックモニタのような駐車支援機能等があり、図１７に示すような形で、対応する選択可能領域４３ｂの位置指示入力を制限できる。

また、上記車両の走行状態として、ヘッドライトの点灯・非点灯を含めることができる。従って、例えば、ヘッドライトが点灯されていないことを条件（入力制限実行条件）に、夜間走行に関連する機器機能に関する制御内容が割り付けられた選択可能領域４３の位置指示入力を制限するようにしてもよい。夜間走行に関連する機器機能としては、ナイトビジョンのような夜間視界支援機能等があり、図１８に示すような形で、対応する選択可能領域４３ｆの位置指示入力を制限できる。

上記のように、車両走行状態に係る予め定められた入力制限実行条件を満足したときに、該条件に対応する位置指示入力制限領域をなす選択可能領域４３に対し、その位置指示入力を制限するための制御は、主制御部１００により実行される。具体的に言えば、主制御部１００の記憶装置１０２に、車両走行状態に基づく位置指示入力制限を実行するための位置指示入力制限プログラムを記憶しておき、これをＣＰＵ１０１に実行することでなされる。以下、位置指示入力制限プログラムの処理を、図１９のフローチャートを用いて説明する。

まず、先に述べた実施形態において、記憶装置１０２に記憶される設定パターン情報を、各設定パターンとともに、それら各設定パターンに対し制限情報を対応付けた情報とする。制限情報とは、対応する設定パターンにおいて位置指示入力の制限の対象となる選択可能領域４３（入力制限対象領域）と、その制限を実行するための条件（入力制限実行条件）とを対応付けた情報である。

Ｓ３１では、現在の設定パターンに、ハプティックデバイス１による位置指示入力を制限すべき制御内容があるか否かを判定する。具体的には、記憶装置１０２から現在セットされている設定パターンの設定パターン情報を読み出し、現在の設定パターンに対応付けられた制限情報から判定する。現在の設定パターンに入力制限対象領域があればＳ３２に進み、無ければ本プログラムを終了する。なお、本プログラムは所定周期で繰り返し実行されるものである。

Ｓ３２では、Ｓ３１で読み出した制限情報に基づいて、入力制限対象領域とその入力制限実行条件とを特定する。そして、Ｓ３３では、入力制限実行条件に関連する車両の走行状態を取得する。ここでは、入力制限実行条件に関連する車両の走行状態が車速であり、車速が予め定められた車速値（例えば５ｋｍ／ｈ）を上回ることが条件として定められているものとする。

Ｓ３４では、取得した走行状態が、入力制限実行条件を満たすか否かを判定する。本実施形態においては、Ｓ３３で取得した車速が予め定められた車速値を上回る場合に、入力制限実行条件を満たすとしてＳ３５に進む。他方、予め定められた車速値を上回らない場合は入力制限実行条件を満たさないとされてＳ３８に進む。

Ｓ３５では、入力制限対象領域をなす選択可能領域４３を特定して、Ｓ３６にて、当該選択可能領域４３への位置指示入力の制限を開始する。具体的は、当該選択可能領域４３を操作制限領域４２として設定する。そして、該位置指示入力制限領域４８が操作制限領域４２となったことを、表示装置２０２において表示し、本プログラムを終了する。

なお、ここでは、入力制限実行条件と、離散入力モードへの切替条件が同一に定められている。従って、入力制限対象領域をなす選択可能領域４３は、離散入力モードへの切り替えに伴い、当該選択可能領域４３及びその固有経路４１０の一部又は全て（操作制限対象領域４８）が操作制限領域４２に設定される。これにより、入力制限対象領域をなす選択可能領域４３への位置指示操作が阻止され、ハプティックデバイス１による位置指示入力ができなくなる。ただし、入力制限対象領域とはならない他の選択可能領域４３と共通の経路は、操作制限領域４２に設定しないものとする。

他方、Ｓ３８では、入力制限実行条件を満たさなかったので、現在、入力制限対象領域をなす選択可能領域４３にて位置指示入力が制限された状態である場合にはこれを解除し、Ｓ３９にて表示装置２０２の表示ももとの状態に戻す。なお、Ｓ３８及びＳ３９において、現在が上記制限状態でなければ現状を維持し、表示もそのままとする。Ｓ３９実行後は、本プログラムを終了する。これにより、走行状態に基づいた一部の選択可能領域４３の位置指示入力制限を実行することができる。

なお、上記実施形態においては、位置指示入力制限領域４３への位置指示入力の制限を、予め定められた車両の走行状態となることを条件（入力制限実行条件）に、主制御部１００が、位置指示入力制限領域となる選択可能領域４３を選択不可領域４４に切り替える形でおこなってもよい。

ところで、本発明においては、両領域４３，４４の位置指示操作を触感で区別できるようにしておくことが望ましい。上記全ての実施形態においては、選択可能領域４３の位置指示操作と選択不可位置４４の位置指示操作が区別されるように、両境界にクリック感を発生させる操作反力の制御が実行されていたが、例えば、両領域４３，４４で、操作反力の大きさを異なるものとしてもよい。

また、上記全ての実施形態において、ハプティックデバイス１は、ステアリングホイール２の左右いずれかに設けられていたが、図２０に示すように、上記基準ポジションにおけるステアリングホイール２の左右双方に設けてもよい。これにより、例えば、左右のハプティックデバイス１（１Ｒ，１Ｌ）において、異なる設定パターンを設けることが可能となるので、より多くの制御内容を操作することが可能となる。そして、ハプティックデバイス１（１Ｒ，１Ｌ）は、それら双方における上下経路４５０と、該上下経路４５０に対応する基関節との位置関係が左右逆であり、それら双方の該上下経路４５０，４５０の湾曲形状が互いに逆向きになっている。つまり、ハプティックデバイス１Ｒ，１Ｌのそれぞれの上下経路４５０，４５０が、それぞれに対応する側の手の親指基関節を中心とした湾曲形状を有している。これにより、双方のハプティックデバイス１Ｒ，１Ｌにおいて、ガイド操作をスムーズに行なうことができる。なお、符号にＲが付された部分は右側ハプティックデバイスに対応する部分であり、符号にＬが付された部分は左側ハプティックデバイスに対応する部分である。

ハプティックデバイス１Ｒ，１Ｌがステアリングホイール２の左右双方にある場合、表示装置２０２は、図２９に示すように、双方の上下経路２５０，２５０の図形表示を、それぞれの湾曲形状を反映させて互いに異なる形で図形表示することができる。これにより、左右のハプティックデバイス１Ｒ，１Ｌについて、各固有経路４１０における上下経路２５０湾曲形状の向きの違いを、画面上で視覚的に認識することができる（固有経路に対応する表示図形５９Ｒ，５９Ｌ）とともに、デザイン的にも特徴を有した表示となる。

また、上記全ての実施形態において、選択可能領域４３への位置指示入力は、選択不可位置４４から選択可能領域４３への位置指示操作、あるいはある選択可能領域４３から他の選択可能領域４３への位置指示操作によりなされていたが、位置指示入力を行なう専用の操作部（位置指示操作入力部）により行なってもよい。 例えば、図２１に示すように、ステアリングホイール２において、ハプティックデバイス１が設けられる側とは逆側に、位置指示入力を行なうための位置指示操作入力部２９を別途設けてもよい。

また、ハプティックデバイス１は、位置指示操作を行なうためのものであるが、これに位置指示操作入力部を設けてもよい。例えば、ジョイスティック型操作部２１を操作軸線Ｚ方向に押圧操作（プッシュ操作）することにより、スイッチ部６１が押圧付勢され、主制御部１００にスイッチ信号が出力される。具体的に言えば、ジョイスティック型操作部２１の接触面２１ａが操作軸線Ｚ方向に押圧操作されることにより、該ジョイスティック型操作部２１の裏側から延出する支柱２４の先端部（後端部）により、タクトスイッチ６０のスイッチ部６１が押圧付勢されるとともに、接触面２１ａへの押圧操作が解除されることで、図示されないタクトスイッチ３０内部のばね材料によりジョイスティック型操作部２１は押圧操作前の元の位置に復帰保持されるようになっている。

つまり、この実施形態におけるハプティックデバイス１は、所定範囲を有する二次元操作面上にて位置指示操作を行なうための、二次元の操作自由度を有した位置指示操作部として機能するとともに、位置指示操作方向とは異なる方向（本実施形態においてはＺ方向）に押圧操作が可能な押圧操作部としても機能するように構成されている。そして、ハプティックデバイス１は、該二次元操作面上の所定操作範囲２０内において選択可能領域４３へ向かう位置指示操作を可能とし、さらに、上記押圧操作により位置指示入力を可能としている。

ところで、上記実施形態においては、二次元操作面４０上において、上下経路４５０をなす湾曲形状を有した各上方操作経路４５及び各下方操作経路４６の形状がそれぞれ同一の形状・同一のストロークで設けられていたが、各上方操作経路４５及び各下方操作経路の操作ストロークは、操作される親指の基関節側からの距離に応じて異なる操作ストロークに定めることができる。

具体的に言えば、離散入力モードにおいて、図２４に示すように、湾曲形状を有する各上下経路４５０は、二次元操作面４０上において、基関節側からの距離が遠いほど操作ストロークが長くなるように定めることができる。親指操作は、親指の基関節を中心とする操作であるから、親指の基関節に近くなるほど操作ストロークを取り難くなる。図２４においては、親指基関節に近い側では操作ストロークが短く定められているので操作が容易となる一方で、親指基関節から遠い側では操作ストロークが長く定められて誤操作が生じ難くなっている。なお、また、図２４に示す離散入力モードを有した実施形態における任意入力モードは、図５に示すように定めてもよいが、図２３に示すように、図２４の離散入力モードの選択可能領域４３の配置形態を反映した上下非対称の形態を有するものであってもよい。

他方、離散入力モードにおいて、図２６に示すように、湾曲形状を有する各上下経路４５０は、二次元操作面４０上におけるハプティックデバイス１の左右操作方向において、中央部分に位置する上下経路４５０の方が該中央部分の外側に位置する外側部分に位置する上下経路４５０よりも長く操作ストロークを設定することができる。つまり、中央に位置する上下経路４５０よりも左右に位置する上下経路４５０を長くとることができる。誤操作防止の観点からすると、上下経路４５０はより長いほうが望ましいが、ハプティックデバイス１の二次元操作面４０の操作範囲は基本的に円形状に定められているので、その長さには制限がある。円形の二次元操作面４０においては、中央の上下範囲が長く、左右外側に行くほど上下範囲が短くなるので、上記構成とすれば、左右方向の各位置において、できる限り上下に長い操作ストロークを有した上下経路４５０を設定できる。

また、主制御部１００が取得した自車両の車速に応じて、上下経路４５０の上下の操作ストロークを可変に設定することもできる。例えば、取得した車速が大きいほど上下経路４５０の上下の操作ストロークを長く設定することができる。車速が大きいほど運転への意識の集中が必要となるため、操作負担の大きい操作はしにくくなる。この構成によれば、車速が大となるほど上下方向の操作ストロークが短くなって操作が容易となる。

また、離散入力モードにおいて、湾曲した上下経路４５０として上方操作経路４５と下方操作経路４６との双方を設けることができる。この場合、図２８に示すように、上方操作経路４５の操作ストロークの方を下方操作経路４６の操作ストロークよりも長く定めることができる。ステアリングホイール２に設けられるハプティックデバイス１は、二次元操作平面４０上にて、上下左右方向の操作が可能となるように配置されるが、こうした操作は基本的には親指で行なうことが一般的となる。ところが、親指操作の場合、上側への操作については容易に行なうことができるが、下側には操作し難い。これは、親指の構造上、上側への操作ストロークは長くとれるが、下側への操作ストロークは長く取れないからである。この構成によれば、上側に操作される操作ストロークの方が、下側に操作される操作ストロークよりも長く設定されているので、下側への操作が容易となる一方で、上側への操作は操作ストロークが長い分だけ操作負担が大きくなるので誤操作を生じ難くなる。

なお、この実施形態においては、上記したように、上方操作経路４５と下方操作経路４６との長さが異なるように定められているが、表示装置２０２における表示では、そうした各固有経路４１０の該操作ストローク量に係る図形表示が、ハプティックデバイス１による実際の操作ストロークの長短関係とは無関係に表示されている。つまり、表示装置２０２の表示では、少なくとも各固有経路４１０の概略形状さえ把握できればよいため、固有経路４１０を詳細に表現する必要は無い。本実施形態においては、図１５に示すようなデザイン性を重視した表示となっている。図１５においては、上方操作経路及び下方操作経路の操作ストローク量に係る図形表示５５，５６を同一の長さで表示し、デザイン性の向上を図っている。

また、図２８に示す実施形態の共通経路４７は、二次元操作面４０上において、操作反力の中立位置４０ｎよりも下側に位置しているが、上方操作経路４５の操作ストロークの方を下方操作経路４６の操作ストロークよりも長く定めた状態で、共通経路４７を、操作反力の中立位置４０ｎを通過する位置に定めることができる。ジョイスティック型操作部２１は、操作力が付与されていないときには、必ずこの中立位置４０ｎ位置しているので、各選択可能領域４３への位置指示操作が総じて容易となる。また、下方操作経路４６には、対応する選択可能領域４３からさらに下方に延出する形で、位置指示入力を受け付けない選択不可経路４６ａを定め、下方操作経路４６と選択不可経路４６ａとで、上側に対称に位置する上方操作経路４５と同様の長さ（操作ストローク量）を有するように定めることもできる。また、これらの実施形態における任意入力モードは、図５に示すように定めてもよいが、離散入力モードの選択可能領域４３の配置形態を反映した上下非対称の形態を有するものであってもよい。これらの実施形態において、下方領域が余る場合は、この領域を操作制限領域４２に定めてもよい。

また、離散入力モードを図２８のように設定する上記実施形態において、共通経路４７が、二次元操作面４０上における操作反力の中立位置４０ｎを通過するように、該中立位置４０ｎそのものを、二次元操作面４０の幾何学的中心位置よりも下方位置に定めておいてもよい。

本発明の実施形態に係る車載用入力装置が組込まれた車両のコックピット図。 本発明のハプティックデバイスを搭載したステアリングホイールの第一実施例を示す外観図。 ハプティックデバイスの構成の概略を示す断面図。 本発明の車載用入力装置の一例を示すブロック図。 任意入力モードにおける二次元操作面を簡略的に示した図。 離散入力モードにおける二次元操作面を簡略的に示した図。 本実施形態における固有経路を示す図。 任意入力モード及び離散入力モードにおける表示装置の画面表示例。 制御指示用の設定パターンを説明する図。 設定パターンの階層移動を説明する図。 位置指示入力に基づき操作制限が実行される設定パターンを説明する図。 設定パターン切替プログラムの処理の流れを示すフローチャート。 操作反力発生プログラムの処理の流れを示すフローチャート。 位置指示入力受付プログラムの処理の流れを示すフローチャート。 メーター表示装置による画面表示例。 ＨＵＤ表示装置の搭載例。 ある入力制限実行条件により一部の選択可能領域が入力制限されているハプティックデバイスの二次元操作平面を簡略的に示した第一の図。 ある入力制限実行条件により一部の選択可能領域が入力制限されているハプティックデバイスの二次元操作平面を簡略的に示した第二の図。 位置指示入力制限プログラムの処理の流れを示すフローチャート。 本発明のハプティックデバイスを搭載したステアリングホイールの第一実施例を示す外観図。 本発明のハプティックデバイスを搭載したステアリングホイールの第二実施例を示す外観図。 図３とは異なる実施形態においてハプティックデバイスの構成の概略を示す断面図。 離散入力モードにおける、図６とは異なる二次元操作面を簡略的に示した図。 図２３に示す実施形態における任意入力モードの二次元操作面を簡略的に示した図。 離散入力モードにおける、図６及び図２３とは異なる二次元操作面を簡略的に示した図。 図２５に示す実施形態における任意入力モードの二次元操作面を簡略的に示した図。 離散入力モードにおける、図６、図２３及び図２５とは異なる二次元操作面を簡略的に示した図。 図２７に示す実施形態における任意入力モードの二次元操作面を簡略的に示した図。 本発明のハプティックデバイスを搭載したステアリングホイールの第一実施例に対応する、表示装置の画面表示例。

符号の説明

１ ハプティックデバイス（触覚提示装置）
２ ステアリングホイール
１１，１２ アクチュエータ（モータ：操作反力発生手段）
２０ 収納部
２１ ジョイスティック型操作部（操作部）
４０ 二次元操作面
４０ｎ 中立位置
４１ 操作許可領域
４２ 操作制限領域
４３ 選択可能領域
４４ 選択不可領域
４５ 上方操作経路
４６ 下方操作経路
４７ 共通経路
４１０ 固有経路
４５０ 上下経路
１００ 主制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ 記憶装置
２０１ 各種外部装置（各種車載用電子機器：エアコン装置やオーディオ装置、ナビゲーション装置、通信装置等）
２０２ 表示装置（操作内容表示手段、表示内容変更手段）
Ｚ 操作軸線

Claims (13)

1. 車載用電子機器の操作入力に使用される車載用入力装置であって、
   車両のステアリングホイールが該車両を直進させる基準ポジションにある状態で、ドライバーが該ステアリングホイールの左右側を把持した際に、把持した手の親指により操作可能となる、該ステアリングホイール上の所定位置に設けられるとともに、操作範囲が予め規定された二次元操作面上において位置指示操作を行なうためのハプティックデバイスと、
   前記ハプティックデバイスになされる位置指示操作に対し操作反力を付与する操作反力付与手段と、
   前記二次元操作面上の前記操作範囲内において位置指示入力のための複数の選択可能領域を離散的に設定する選択可能領域設定手段と、
   前記操作反力の制御モードとして、前記ハプティックデバイスによる前記選択可能領域へ向かう位置指示操作が、前記二次元操作面上の前記操作範囲内において任意に可能となるよう前記操作反力を制御する任意入力モードと、同じく前記選択可能領域へ向かう位置指示操作が、前記選択可能領域毎に定められた前記二次元操作面上の固有経路に沿ってガイドされるよう前記操作反力を制御する離散入力モードとを有し、少なくとも車両走行中には前記離散入力モードが設定される操作反力制御手段と、
   を備えるとともに、各前記固有経路からなる固有経路全体が、前記二次元操作面上において、前記ハプティックデバイスの上下操作方向に延出する上下経路を有するとともに、少なくとも当該上下経路は、操作を行なう前記親指の付け根部分に位置する基関節側を中心とする湾曲形状をなして設定されていることを特徴とする車載用入力装置。
2. 前記選択可能領域設定手段は、前記二次元操作面上の前記操作範囲内における前記選択可能領域の配置位置と、該選択可能領域への前記位置指示入力により実行される制御内容とを対応付けた設定パターンに基づいて、該選択可能領域を該二次元操作面上に離散的に設定するとともに、該選択可能領域に対して対応する該制御内容を割り当てるものである請求項１記載の車載用入力装置。
3. 前記上下経路は、前記二次元操作面上に複数設けることができ、複数の該上下経路が設けられた場合には、それら全ての上下経路が前記湾曲形状を有するものに設定される請求項１又は請求項２に記載の車載用入力装置。
4. 前記湾曲形状を有する各前記上下経路は、前記二次元操作面上において前記基関節側からの距離に応じて異なる操作ストロークが定められている請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車載用入力装置。
5. 前記湾曲形状を有する各前記上下経路は、前記二次元操作面上において前記基関節側からの距離が遠いほど長い操作ストロークが定められている請求項４記載の車載用入力装置。
6. 前記湾曲形状を有する各前記上下経路は、前記二次元操作面上における前記ハプティックデバイスの左右操作方向において、中央部分に位置するのものの方が該中央部分の外側に位置する外側部分に位置するものよりも操作ストロークが長く設定されている請求項４記載の車載用入力装置。
7. 前記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、
   検出された前記車速が大きいほど前記上下経路の上下の操作ストロークが長く設定され、検出される車速が小さいほど前記上下経路の上下の操作ストロークが短く設定されるものである請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の車載用入力装置。
8. 前記固有経路全体には、前記二次元操作面上において、前記ハプティックデバイスの左右の操作方向に延出する形で複数の固有経路に共用される１つの共通経路を定めることができ、該１つの共通経路がある場合に、前記湾曲形状を有する各前記上下経路は該共通経路と交わるように定められる請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車載用入力装置。
9. 前記上下経路は、前記二次元操作面上において、対応する前記選択可能領域へ向かうための前記ハプティックデバイスの上側への操作をガイドする上方操作経路と、同じく対応する前記選択可能領域へ向かうための前記ハプティックデバイスの下側への操作をガイドする下方操作経路とのいずれかであり、前記湾曲形状に沿って前記共通経路及び対応する前記選択可能領域に対し直接つながる経路である請求項８に記載の車載用入力装置。
10. 前記上下経路は、前記二次元操作面上において、対応する前記選択可能領域へ向かうための前記ハプティックデバイスの上側への操作をガイドする上方操作経路と、同じく対応する前記選択可能領域へ向かうための前記ハプティックデバイスの下側への操作をガイドする下方操作経路とのいずれかであり、前記二次元操作面上において、前記上方操作経路と前記下方経路との双方がある場合には、前記上方操作経路の操作ストロークの方が前記下方操作経路の操作ストロークよりも長く定められる請求項８又は請求項９に記載の車載用入力装置。
11. 前記ハプティックデバイスは、前記基準ポジションにおける前記ステアリングホイールの左右双方に設けられ、それら双方のハプティックデバイスにおける前記上下経路と、該上下経路に対応する基関節との位置関係が左右逆であり、それら双方のハプティックデバイスにおける前記上下経路の前記湾曲形状が互いに逆向きになっている請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の車載用入力装置。
12. 前記選択可能領域設定手段により設定されている各前記選択可能領域の配置位置と、それら選択可能領域に対応する前記制御内容との対応関係を視覚的に表示し、かつ各前記選択可能領域に対応する前記上下経路を、前記湾曲形状を反映させた形で図形表示する操作内容表示手段を備える請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の車載用入力装置。
13. 請求項１１記載の要件を備え、
    前記操作内容表示手段は、前記上下経路の前記湾曲形状が互いに逆向きになっている前記双方のハプティックデバイスの前記固有経路の図形表示を、それぞれの前記湾曲形状を反映させ、互いに異なる形で図形表示する請求項１２記載の車載用入力装置。