JP6599335B2 - 自動車両用の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車両用の制御装置及び前記制御装置を制御するための方法に関する。

この数年間、自動車は、新たな新生技術（例えば、パワーステアリング、ＡＢＳ、クルーズコントロール、後向き駐車支援等）の出現によって更に操作し易くなってきた。しかしながら、逆説的に、運転中に制御されるべき機能の数もそれ自体大きく増大してきた。これは、これらの機能性の使用の乏しい知識及びそれらの多様性に関連する特定の複雑さをもたらす場合がある。自動車は、例えばＭＰ３プレーヤ、ＧＰＳ、及び、携帯電話への接続部との個人的な相互に接続されるコミュニケーションセンターとして認識される、まさしく生活空間になってきた。

これらの新たな機能の導入は、それ自体、自動車の運転席のダッシュボードにおけるボタンの数の増大として現れる。しかしながら、特に、結果として生じる複雑さ、限られた空間、接近可能性、又は、認知的負荷に起因して、ボタンの数は無制限に増大され得ない。また、ドライバーと自動車における車載システムとの相互作用は、ドライバーが運転作業の全ての情報を最適に処理できない注意過負荷の状況を再現する可能性があり、これが、それ自体、過ちや、長い検出時間として現れる。

１つの可能性は、ボタンをタッチスクリーンと置き換えることによってボタンを中心に集めることである。これにより、機能の数を増大させ続けることができ、前記機能は、プログラム可能及び再構成可能になるとともに、起動される機能の状況に従って一時的に又は恒久的に顕在化される。このように、スクリーンは、ボタンを仮想化しつつ且つカスタマイズ可能にしつつ、多機能設備を含む。また、スクリーンは３つの他の主要な利点を有する。すなわち、一方では、スクリーンが直接的な相互作用を可能にし（ディスプレイ及び入力の同一場所配置）、他方では、スクリーンが柔軟性を有し（特定数の機能のためにディスプレイを容易に構成できる）、及び、最後に、スクリーンが直観的である（例えば「ポインティング」などのよく知られている相互作用方法）。

しかしながら、プッシュボタンの場合とは異なり、ドライバーがタッチスクリーンと相互に作用するとき、ドライバーは、スクリーンを押圧している自分の指の単純な接触以外に、インタフェースに対する自分の作用に直接に関連するフィードバックを受けない。

従来の機械的なインタフェースをタッチスクリーンと置き換えることにより引き起こされる情報の損失を補償するために、触覚フィードバックなどのフィードバックを加えて、応答をシステムからユーザへ与えることが行われる。このフィードバックは、危険な状況の出現を促す虞がある、システムによるユーザの作用を考慮に入れるという想定し得る曖昧さを回避する。しかしながら、フィードバックは、運転作業に既に関与する視覚的及び聴覚的な経路に負担をかけすぎることも回避しなければならない。実際に、自動車両におけるタッチスクリーンの使用は、ドライバーの注意をそらせてはならない。

本発明の１つの目的は、運転を妨げず、ユーザによって良好に知覚されて認識されるとともに、自動車の制約に従うタッチスクリーン用途において他の信号から区別できる、制御装置及び前記制御装置を制御するための方法を提供することである。

この目的のため、本発明の主題は、接触感知面と、接触感知面との接触に応じて接触感知面を振動させるように構成される触覚フィードバックモジュールとを備える自動車両用の制御装置であって、接触感知面の生成される振動が、２×Ｇ〜８×Ｇの接触感知面の移動加速度を伴う５〜１１０μｍの量を有する接触感知面の移動によって得られることを特徴とする制御装置である。

発明者等が実際に見出したところによれば、自動車の運転に関し、触覚フィードバックは、その感覚が従来のプッシュボタンの操作の感覚に近ければ、ユーザによって更に良好に知覚される。従来のプッシュボタンの操作は、一般に１ミリメートルを超える範囲での押し下げを必要とするため、発明者等は、一方では接触感知面の加速度値を制御することによって、他方では接触感知面の移動量を制御することによって、検出される振動が物理的なボタンの操作の錯覚を与えることに気付いた。実際に、振動フィードバックのこれらの２つの物理的パラメータの変更、すなわち、接触感知面の移動に関しては５〜１００μｍ、及び、接触感知面の移動の加速度に関しては２×Ｇ〜８×Ｇが、ユーザの感覚に影響を与えるのに最適であり、これにより、振動フィードバックをボタンとして知覚することができ、したがって、振動フィードバックを運転中にユーザによってより良く判別でき、そのため、運転中のユーザの注意散漫が回避される。

実施形態の１つの例によれば、触覚フィードバックモジュールは、
−４．５×Ｇ〜８×Ｇの接触感知面の移動加速度に関して５〜３８μｍ、及び／又は、
−２×Ｇ〜４．５×Ｇの接触感知面の移動加速度に関して５４〜１１０μｍ、
の接触感知面の移動量を生成するように構成される。

なお、実際には、「プッシュボタン感覚」に近づけるために、加速度は、小移動（３８μｍ未満）においては移動量の増大に伴って増大することが好ましい。５４μｍを超える更に大きな量を有する移動においても、加速度は、移動の増大に伴って増大されるが、小移動の場合よりも低い値で増大される。

接触感知面の振動の継続時間は、例えば２００ｍｓ未満である。

接触感知面の振動の周波数は、例えば、６０〜２００Ｈｚである。

また、本発明の主題は、既に説明した自動車両用の制御装置を制御するための方法であって、接触感知面が、該接触感知面との接触に応じて２×Ｇ〜８×Ｇの接触感知面の移動加速度を伴って５〜１１０μｍの量だけ接触感知面を移動させることによって振動させられることを特徴とする方法である。

実施形態の１つの例によれば、
−４．５×Ｇ〜８×Ｇの前記接触感知面の移動加速度に関して５〜３８μｍ、及び／又は、
−２×Ｇ〜４．５×Ｇの前記接触感知面の移動加速度に関して５４〜１１０μｍ、
の接触感知面の移動量が生成される。

１つの実施形態によれば、接触感知面の移動量と接触感知面の移動の加速度とが互いに依存する値を有する。

例えば、接触感知面の移動量の値の増大は、接触感知面の移動の加速度の値の増大にほぼ比例する。

他の利点及び特徴は、本発明の説明を読むことにより、及び、本発明の実施形態の非限定的な例を示す添付の図からも、明らかになる。

自動車用の制御装置の一例を示す。 Ｇの数値としての接触感知面の加速度値を、μｍを単位とする接触感知面の移動の値の関数として示す。

これらの図では、同一の要素が同じ参照数字を有する。

図１は、例えば車両の制御パネル内に配置される自動車両用の制御装置１を示す。

制御装置１は、接触感知面２と、例えば制御を変更した或いは選択したユーザの指又は任意の他の起動手段（例えばスタイラス）による接触感知面２との接触に応じて接触感知面２を振動させるように構成される触覚フィードバックモジュール４とを備える。

用語「触覚」とは、触れることによるフィードバックのことである。したがって、触覚フィードバックは、振動信号又は振動触覚信号である。

接触感知面２は、例えば、タッチスクリーンの接触感知面である。タッチスクリーンは、システムのユーザが接触により前記システムと相互に作用できるようにする周辺入力装置である。それにより、様々な使用のために、例えば、住所氏名録中の宛先住所又は名前の選択のために、空調システムの調整のために、専用の機能の起動のために、リストからの行路の選択のために、或いは、一般的には、選択肢のリストに目を通して、選択、認証、及び、誤りを確認する等のために、ユーザが選択したい領域でのユーザの直接的な相互作用が可能となる。

接触感知面２は、ユーザの指又はスタイラスの接触圧又は移動を検出するための接触センサを有するプレートを備える。

接触センサは、例えば、ＦＳＲ（「力検出抵抗器」）技術を使用する、すなわち、感圧抵抗器を使用するセンサなどの圧力センサである。ＦＳＲ技術は、高い分解能を有しつつ、非常に良好な耐性及びロバスト性を有する。また、この技術は、経時的に比較的安定しつつ、非常に反応性があり、正確である。この技術は、非常に長い寿命を有する場合があるとともに、比較的低コストで、任意のタイプの起動手段と共に使用できる。

ＦＳＲ技術の１つの形態によれば、センサは、例えば指の作用により２つの導電層間の接触をもたらすことによって動作する。実施のうちの１つは、ガラスプレートを導電性インク層で覆うことにあり、導電性インク層上には可撓性のポリエステルシートが重ね合わされ、ポリエステルシートそれ自体はその内面が導電性インク層で覆われる。絶縁性の透明スタッドがプレートをポリエステルシートから絶縁する。接触感知面での起動がポリエステル層の僅かな押し下げをもたらし、それにより、ポリエステル層がガラスプレートの導電層と接触する。２つの導電層の局所的な接触は、プレートに印加される電流の変化をもたらし、この変化が電圧勾配に対応する。

異なる例によれば、接触センサは、例えば導電層と抵抗層との間に挟まれる可撓性の半導体層を含む。ＦＳＲ層に圧力又はスライドを加えることにより、ＦＳＲ層のオーム抵抗が減少し、それにより、適合した電圧の印加によって、印加圧力及び／又は圧力が印加される場所の位置を測定できる。

異なる例によれば、接触センサが容量性技術に基づく。

触覚フィードバックモジュール４は、接触センサから発せられる信号に応じて触覚フィードバックを生成するために、接触感知面２のプレートに接続される少なくとも１つのアクチュエータ３を備える。触覚フィードバックは、アクチュエータ３へ送られる正弦波制御信号によって或いは１つのパルス又は一連のパルスを備える制御信号によってもたらされる振動などの振動信号である。振動は、例えば、接触感知面２の平面内で方向付けられ、又は、接触感知面２の平面に対して直交して方向付けられ、又は、これらの２つの方向の組み合わせに従って方向付けられる。

複数のアクチュエータの場合、前記アクチュエータは、異なる位置で（中心で又は一方側で）或いは異なる方向で（接触感知面に対する押圧方向で或いは異なる軸で）、接触感知面２下に配置される。

実施形態の１つの例によれば、アクチュエータ３がラウドスピーカー又は「ボイスコイル」技術と同様の技術に基づく。アクチュエータは、固定部分と、該固定部分の隙間内で、例えば２００μｍの範囲内で移動可能な部分とを含み、この移動可能部分は、該移動可能部分の長手方向軸と平行に第１の位置と第２の位置との間で移動できる。移動可能部分は、例えば、固定されたコイルの内部でスライドする可動磁石によって形成され、或いは、固定された磁石の周囲でスライドする可動コイルによって形成され、移動可能部分と固定部分とが電磁気的な効果に起因して相互に作用する。移動可能部分は、該移動可能部分の移動がプレートの変位を引き起こしてユーザの指への触覚フィードバックを生成するようにプレートに接続される。この技術は、容易に制御可能であり、スクリーンの質量などの大きな質量を様々な周波数で移動できるようにするとともに、低コスト、かなりの温度変化に対する良好な耐性、及び、実施容易性という非常に厳しい自動車の制約を順守する。

触覚フィードバックモジュール４は、接触感知面２との接触に応じて接触感知面２を振動させるように構成され、それにより、接触感知面２の生成される振動は、２×Ｇ〜８×Ｇの接触感知面２の移動の加速度を伴って、接触感知面２を５〜１１０μｍの移動量ｄＲ（図１）だけ移動させる。ここで、Ｇは約９．８ｍ／ｓ^２に対応する。

発明者等が実際に見出したところによれば、自動車の運転に関し、触覚フィードバックは、その感覚が従来のプッシュボタンの操作の感覚に近ければ、ユーザによって更に良好に知覚される。従来のプッシュボタンの操作は、一般に１ミリメートルを超える範囲での押し下げを必要とするため、発明者等は、一方では接触感知面２の加速度値を制御することによって、他方では接触感知面２の移動量を制御することによって、検出される振動が物理的なボタンの操作の錯覚を与えることに気付いた。実際に、振動フィードバックのこれらの２つの物理的パラメータの変更、すなわち、接触感知面２の移動に関しては５〜１００μｍ、及び、接触感知面２の移動の加速度に関しては２×Ｇ〜８×Ｇが、ユーザの感覚に影響を与えるのに最適であり、これにより、振動フィードバックをボタンとして知覚することができ、したがって、振動フィードバックを運転中にユーザによってより良く判別できる。

移動量が５〜１１０μｍであり且つ移動加速度が２×Ｇ〜８×Ｇである動作範囲では、２つの部分範囲をより正確に規定できる。

例えば、触覚フィードバックモジュール４は、４．５×Ｇ〜８×Ｇの接触感知面の加速度に関して５〜３８μｍの接触感知面２の移動量を生成するべく構成されるようにする。

また、触覚フィードバックモジュール４は、２×Ｇ〜４．５×Ｇの接触感知面２の移動加速度に関して５４〜１１０μｍの量を生成するべく構成されるようにすることもできる。

実施形態の１つの例によれば、触覚フィードバックモジュール４は、４．５×Ｇ〜８×Ｇの接触感知面の加速度に関して５〜３８μｍ、及び、２×Ｇ〜４．５×Ｇの接触感知面２の移動加速度に関して５４〜１１０μｍの接触感知面２の移動量を生成するべく構成されるようにする。

したがって、ユーザにより選択される機能のタイプに従って、別個であるがその移動の量及び加速度が２つの部分範囲のうちの一方の範囲内にとどまる触覚フィードバックを生成することができる。

したがって、図２は、２つの点群Ｇ１，Ｇ２を概略的に示す。

第１の点群Ｇ１は、接触感知面２の移動量が５〜３８μであるとともに接触感知面の加速度が４．５×Ｇ〜８×Ｇである第１の部分範囲を表す。第２の点群Ｇ２は、２×Ｇ〜４．５×Ｇの接触感知面２の移動加速度に関して移動の量が５４〜１１０μｍである第２の部分範囲を表す。

実施形態の１つの例によれば、接触感知面の移動量値及び接触感知面の移動の対応する加速度値は、楕円形状を有する少なくとも１つの点群を形成する。楕円形状は、例えば、移動量が５〜１１０μｍであり且つ移動加速度が２×Ｇ〜８×Ｇである動作範囲の対角線にほぼ沿って延在する。

図２に示される例において、接触感知面の移動量値及び接触感知面の移動の対応する加速度値は、それぞれの部分範囲の対角線Ｐ１，Ｐ２にほぼ沿って延在する２つの点群Ｇ１，Ｇ２を形成し、そのそれぞれの形状は楕円形である。

また、接触感知面の移動量と接触感知面の移動の加速度とが互いに依存する値を有するようにすることができる。すなわち、一方の決定が他方の決定を伴う。

例えば、接触感知面の移動量の値の増大は、接触感知面の移動の加速度の値の増大にほぼ比例する。

接触感知面の移動量に応じた接触感知面の加速度の選択及びその逆の選択は、触覚フィードバック感覚を向上させることができるようにする。

より正確には、接触感知面２の移動量の選択と加速度値の選択との間の対応は、従来のプッシュボタンとの類似性を精緻化できるようにする。なお、実際には、５４〜１１０μｍの平均移動量は、それが２〜４．５×Ｇの低い加速度と関連付けられる（図２におけるＰ２）場合に、より良く知覚されて区別される。逆に、５〜３８μｍの小さい移動量は、それが４．５×Ｇ〜８×Ｇの平均加速度と関連付けられる（図２におけるＰ１）場合に、より良く知覚されて区別される。

したがって、「プッシュボタン感覚」に近づけるために、加速度値は、小移動（３８μｍ未満）においては移動量の増大に伴って増大されなければならない。５４μｍを超える更に大きな移動量においても、加速度は、移動の増大に伴って増大されるが、小移動の場合よりも低い値で増大される。

実施形態の１つの例によれば、接触感知面２の振動の継続時間は、短く、すなわち、２００ｍｓ未満であり、好ましくは７０〜２００ｍｓであり、例えば１１０〜１４０ｍｓである。短い信号は、実際には、接触感知面２の移動及び移動加速度のこれらの範囲内でより良く知覚される。接触面２の振動の周波数は、例えば、６０〜２００Ｈｚ、例えば１２０Ｈｚである。

Claims (15)

1. 接触感知面（２）と、前記接触感知面（２）との接触に応じて前記接触感知面（２）の全体を実質的に等しい変位で振動させる少なくとも１つのアクチュエータを有する触覚フィードバックモジュール（４）とを備える自動車両用の制御装置であって、前記接触感知面（２）の生成される振動は、２×Ｇ〜８×Ｇの前記接触感知面（２）の移動加速度を伴う５〜１１０μｍの量（ｄＲ）を有する前記接触感知面の移動によって得られることを特徴とする制御装置。
2. 前記接触感知面（２）の振動の継続時間が２００ｍｓ未満であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記接触感知面（２）の振動の固定周波数が６０〜２００Ｈｚであることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車両用の制御装置を制御するための方法であって、前記接触感知面（２）の全体は、該接触感知面（２）との接触に応じて、２×Ｇ〜８×Ｇの前記接触感知面（２）の移動加速度を伴って５〜１１０μｍの移動量（ｄＲ）だけ前記接触感知面（２）を移動させることによって、実質的に等しい変位で振動させられることを特徴とする方法。
5. 前記接触感知面（２）の移動量と前記接触感知面（２）の移動の加速度とが互いに依存する値を有することを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
6. 前記接触感知面（２）の移動量の値の増大は、前記接触感知面（２）の移動の加速度の値の増大にほぼ比例することを特徴とする請求項４又は５に記載の制御方法。
7. 前記接触感知面（２）の振動の継続時間が２００ｍｓ未満であることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の制御方法。
8. 前記接触感知面（２）の振動の固定周波数が６０〜２００Ｈｚであることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の制御方法。
9. 前記触覚フィードバックモジュールは、
   前記接触感知面の第１の移動であって、前記第１の移動の量が４．５×Ｇ〜８×Ｇの前記接触感知面の前記第１の移動の第１の加速度に関して５〜３８μｍであり、前記第１の移動の量に応じた前記第１の加速度の第１の正の平均傾きを有する第１の移動、及び
   前記接触感知面の第２の移動であって、前記第２の移動の量が２×Ｇ〜４．５×Ｇの前記接触感知面の前記第２の移動の第２の加速度に関して５４〜１１０μｍであり、前記第２の移動の量に応じた前記第２の加速度の第２の正の平均傾きを有する第２の移動、
   をもたらすように構成される請求項１に記載の制御装置。
10. 前記触覚フィードバックモジュールは、
    前記接触感知面の第１の移動であって、前記第１の移動の量が４．５×Ｇ〜８×Ｇの前記接触感知面の前記移動の第１の加速度に関して５〜３８μｍであり、前記第１の移動の量に応じた前記第１の加速度の第１の正の平均傾きを有する第１の移動、又は
    前記接触感知面の第２の移動であって、前記第２の移動の量が２×Ｇ〜４．５×Ｇの前記接触感知面の前記第２の移動の第２の加速度に関して５４〜１１０μｍであり、前記第２の移動の量に応じた前記第２の加速度の第２の正の平均傾きを有する第２の移動、
    をもたらすことを更に含む請求項４に記載の制御方法。
11. 前記少なくとも１つのアクチュエータは、固定部分と、前記接触感知面に接続される移動可能部分とを備え、第１の位置と第２の位置との間で前記移動可能部分の長手方向軸と平行に移動する請求項１に記載の制御装置。
12. 前記固定部分は、隙間を有するコイルを備え、前記移動可能部分は、電磁気的な効果に起因して前記隙間において移動する磁石を備える請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記固定部分は磁石を備え、前記移動可能部分は、電磁気的な効果に起因して移動して前記磁石の周囲でスライドするコイルを備える請求項１１に記載の制御装置。
14. 前記第１の正の平均傾きと前記第２の正の平均傾きとは等しくない請求項９に記載の制御装置。
15. 前記第１の正の平均傾きと前記第２の正の平均傾きとは等しくない請求項１０に記載の制御方法。

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