JP6913019B2 - 自動車両用の制御装置 - 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。

近年において、車は、新たな創発的技術の出現に伴って取り扱いが容易になってきた（例えば、支援操向、ＡＢＳ、速度調整器、後進レーダなど）。しかしながら、逆説的には、運転中に制御されるべき機能の数もかなり増大してきた。それは、これらの機能の使用及びそれらの多様性の乏しい知識に関連付けられるある種の複雑さをもたらす可能性がある。車は、例えばＭＰ３プレーヤ、ＧＰＳ、携帯電話との接続部との個人的な相互接続される通信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、車内のダッシュボード上のボタンの数の増加によって反映される。しかしながら、ボタンの数を無限に増大させることは、特にそれに伴う複雑さ、限られたスペース、アクセスのしやすさ、又は、認知的負荷に起因して不可能である。また、ドライバーと車に組み込まれたシステムとの相互作用は、運転の作業に関する全ての情報をドライバーが最良に取り扱うことができないという注意力過負荷の状況を生じさせる可能性があり、それは、誤り及びより長い検出時間によっては反映される。

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、機能は、プログラム可能及び再構成可能になるとともに、状況に応じて又は起動される機能に応じて一時的に又は恒久的に表示される。したがって、スクリーンは、ボタンを非物質化してカスタマイズ可能にしつつ多機能性能力を含む。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（ディスプレイ及び入力のコロケーション）を可能にし、他方では、スクリーンが多目的であり（ディスプレイは、特定数の機能のために容易に構成され得る）、最後に、スクリーンが直感的である（例えば「ポインター」など、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作用するとき、ドライバーは、自分の指がスクリーンに擦り付くという単純な接触以外、インタフェースに対するドライバーの作用に直接に関連するフィードバックを何ら受けない。

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もたら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付加して、システムからのフィードバックをユーザに与えるようにしている。このフィードバックにより、危険な状況の発生を促す可能性があるシステムによるユーザの行為の認識に関する想定し得る曖昧さを回避することができる。しかしながら、フィードバックは、運転の作業により既に非常にストレスが加えられた視覚伝導路及び聴覚伝導路に負担をかけ過ぎないようにも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、ユーザにより良好に知覚されて認識されるとともに、自動車両制約を順守するタッチスクリーン用途において他の信号から区別され得る、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。

この目的のために、本発明の主題は、
−タッチ面であって、該タッチ面上のユーザの指の接触と指の移動方向とを検出するようになっている、タッチ面と、
−タッチ面上の接触に応じて、タッチ面を振動させる及び／又はユーザへの聴覚フィードバックをもたらすように構成される触覚及び／又は聴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、
触覚及び／又は聴覚フィードバックの少なくとも１つのパラメータがタッチ面上での指の移動方向に伴って変化するという触覚及び／又は聴覚フィードバックをもたらすべく触覚及び／又は聴覚フィードバックモジュールを駆動させるように構成される駆動ユニットを備えることを特徴とする制御装置である。

したがって、タッチ面の様々なテクスチャをシミュレートすることができる。そのため、ユーザは、例えば指の移動方向に応じて、異なる起伏、例えば、より多くの又はより少ないでこぼこ、リブを模した起伏、又は、小さいこぶなどを知覚できる。これらの様々な触覚フィードバックは、ユーザの知覚を異なる方法で浮き彫りにし、したがって、ユーザは、例えば道路を注視し続けつつ自分の位置を確認できる。

単独で又は組み合わせて解釈される制御装置の１つ以上の特徴によれば、
−別個の触覚及び／又は聴覚フィードバックが少なくとも２つの垂直な方向においてもたらされる、
−指の位置を中心とするタッチ面のゾーンが複数の角度セクタに分けられ、ユーザの指がゾーンの一方で又は他方で移動しているかどうかに応じて別個の触覚及び／又は聴覚フィードバックがもたらされる、
−指の位置を中心とするタッチ面のゾーンが四分円に分けられる、
−制御装置は、タッチ面を通じて画像を表示するためにタッチ面の下側に配置される表示装置を備える、
−触覚及び／又は聴覚フィードバックのパラメータがタッチ面上での指の移動速度に伴って変化する、
−聴覚フィードバックのパラメータは、音量、位相、周波数、持続時間、２つの同一の信号間の継続時間の大きさから選択され、及び／又は、触覚フィードバックのパラメータは、加速度、周波数、振幅、持続時間、２つの同一の信号間の継続時間、位相の大きさから選択される。

本発明の他の主題は、前述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、
−タッチ面上のユーザの指の接触と指の移動方向とが検出されるステップと、
−触覚及び／又は聴覚フィードバックの少なくとも１つのパラメータがタッチ面上での指の移動方向に伴って変化するという触覚及び／又は聴覚フィードバックがもたらされるステップと、
を備えることを特徴とする方法である。

単独で又は組み合わせて解釈される制御方法の１つ以上の特徴によれば、
−別個の触覚及び／又は聴覚フィードバックが少なくとも２つの垂直な方向においてもたらされる、
−指の位置を中心とするタッチ面のゾーンが複数の角度セクタに分けられ、ユーザの指がゾーンの一方で又は他方で移動しているかどうかに応じて別個の触覚及び／又は聴覚フィードバックがもたらされる、
−触覚及び／又は聴覚フィードバックのパラメータがタッチ面上での指の移動速度に伴って変化する。

他の利点及び特徴は、本発明の説明と本発明の非限定的で典型的な実施形態を表す添付の図とを読むと明らかになる。
自動車両用の制御装置の一例を表す。 タッチ面の一例を表す。

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、自動車両制御装置１を表す。

制御装置１は、タッチ面２と、触覚及び／又は聴覚フィードバックモジュール４とを備える。

タッチ面２は、ユーザの指の接触と、タッチ面２上にわたる指の移動方向とを検出するようになっている。

触覚及び／又は聴覚フィードバックモジュール４は、例えばコマンドを変更した又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）によるタッチ面２上の接触に応じてタッチ面を振動させる及び／又はタッチ面２上の接触に応じてユーザへ聴覚フィードバックをもたらすように構成される。

「触覚」は、触ることによるフィードバックを表す。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。

制御装置１は、タッチ面２を通じて画像を表示するためにタッチ面２の下側に配置される表示装置を備えることができ、タッチ面２は、この場合、透明であり、したがってタッチスクリーンを形成する。

タッチスクリーンは、システムのユーザがタッチスクリーンと触れることにより相互作用できるようにする入力周辺装置又はインタフェースである。タッチスクリーンは、例えば、宛先アドレスの選択又はディレクトリ内の名前の選択、空調システムの設定、専用機能の起動、リストからのトラックの選択、又は、一般的には、選択肢、選択、認証、及び、エラーのリストのスクローリングなどの様々な使用のためにユーザが選択したいゾーン上でユーザの直接的な相互作用を可能にする。

タッチ面２は、ユーザの指又はスタイラスの押圧或い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、一般的には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、非常に良好な強度及びロバスト性を示す。また、この接触センサは、経時的に比較的安定していながら、非常に反応が早く正確である。接触センサは、かなり長い寿命を有することができるとともに、比較的低いコストで、任意のタイプの起動手段と共に使用され得る。

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接触する２つの導電層を配置することによって動作する。実施形態のうちの１つは、ガラスプレートを導電性インクの層で覆うことにあり、導電性インクの層上には可撓性ポリエステルのシートが重ね合わされ、可撓性ポリエステルのシートは、それ自体、その内面上を導電性インクの層によって覆われる。絶縁性の透明なブロックがプレートをポリエステルシートから絶縁する。タッチ面上での起動は、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。

他の例によれば、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備える。ＦＳＲ層に圧力又は抵抗作用を及ぼすことにより、ＦＳＲ層のオーム抵抗が減少し、したがって、適切な電圧の印加により、印加圧力及び／又は圧力が及ぼされるポイントの位置を測定できる。

他の例によれば、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、接触センサからの信号に応じて触覚フィードバックをもたらすために、タッチ面２のプレートに連結される少なくとも１つのアクチュエータ（図示せず）を備える。触覚フィードバックは、アクチュエータへ送られる正弦波制御信号によって或いはアクチュエータへ送られる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生み出される振動などの振動信号である。振動は、例えば、タッチ面２の平面内で方向付けられ又はタッチ面２の平面に対して直交して方向付けられ、或いは更には、これらの２つの方向の組み合わせにしたがって方向付けられる。

複数のアクチュエータの場合、これらのアクチュエータは、タッチ面２の下側に、異なる位置で（中心に又は一方側で）又は異なる方向で（タッチ面に対する押圧方向で又は他の軸に）配置される。

典型的な実施形態によれば、アクチュエータは、スピーカ（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、該固定部分の空隙内で並進移動できる部分とを備え、移動できる部分は、該移動部分の長手方向軸と平行に、第１の位置と第２の位置との間を例えば２００μｍ程度移動できる。移動部分は、例えば、固定コイル内でスライドする移動磁石によって又は固定磁石の周囲でスライドする移動コイルによって形成され、移動部分及び固定部分は電磁効果によって協働する。移動部分は、ユーザの指への触覚フィードバックをもたらすべく移動部分の移動がプレートの並進移動をもたらすようにプレートに連結される。この技術は、制御が容易であり、様々な周波数でスクリーンの変位のような大質量の変位を可能にするとともに、低コスト、高温変動に対する良好な耐性、及び、設置の容易さという非常に厳しい自動車両制約を順守する。

制御装置１は、触覚及び／又は聴覚フィードバックの少なくとも１つのパラメータがタッチ面２上での指の移動方向に伴って変化するという触覚及び／又は聴覚フィードバックをもたらすべく触覚及び／又は聴覚フィードバックモジュール４を駆動させるように構成される駆動ユニット５を更に備える。

スライドなどの指の移動は、タッチ面２上の少なくとも２つの連続する空間座標での指の位置に関する情報を備える。

聴覚フィードバックのパラメータは、音量、位相、周波数、持続時間、２つの同一の信号間の継続時間の大きさから選択され得る。

触覚フィードバックのパラメータは、加速度、周波数、振幅、持続時間、２つの同一の信号間の継続時間、位相の大きさから選択され得る。

したがって、例えば、様々な表面粗さ又はリブや起伏等の構造といったタッチ面の様々なテクスチャをシミュレートできる。

一実施形態によれば、複数の角度セクタに分けられるべきタッチ面のゾーンが指の位置を中心に設けられる。ユーザの指がゾーンの一方で又は他方で移動しているのかどうかに応じて別個の触覚及び／又は聴覚フィードバックがもたらされる。

指の位置を中心とするタッチ面２のゾーンは、例えば、指の位置Ｐ１を中心とする四分円（９０°）に分けられる。

したがって、４つのゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４が図２に表されている。

この例では、ユーザが第１のゾーンＺ１で自分の指を垂直上方へ動かせば、第１の触覚及び／又は聴覚フィードバックがもたらされる。

ユーザが第２のゾーンＺ２で自分の指を右の方へ動かせば、第１の触覚フィードバックとは異なる第２の触覚及び／又は聴覚フィードバックがもたらされる。

水平方向における（図２のゾーンＺ２，Ｚ４における）第２の触覚フィードバックは、例えば、垂直方向（Ｚ１，Ｚ３）における第１の触覚フィードバックよりも短い持続時間、低い振幅、及び、短い２つの触覚パターン間の継続時間を示してもよい。したがって、タッチ面の異方性のテクスチャをシミュレートできる。

また、触覚及び／又は聴覚フィードバックに対応するパターンを表示装置に更に表示するようにしてもよい。したがって、例えば図２おいて分かるように、タッチ面２の下側に表示される第１の画像は、マイクロバンプなどの際立ったパターンを表す。このゾーンにおける触覚及び／又は聴覚フィードバックは、全ての方向において同じであってもよい。表示される第２の画像は、異方性の外観の滑らかな金属表面を表す。

また、触覚及び／又は聴覚フィードバックのパラメータがタッチ面２上での指の移動速度に伴って変化するようにしてもよい。例えば、触覚及び／又は聴覚フィードバックパターン間の持続時間が速度の増加に伴って減少する。特定のテクスチャの知覚のシミュレーションが強化される。

Claims (7)

1. 自動車両制御装置であって、
   −タッチ面（２）であって、該タッチ面（２）上の自動車両を運転するユーザの指の接触と指の移動方向とを検出するようになっている、タッチ面（２）と、
   −前記タッチ面（２）上の接触に応じて、前記タッチ面（２）を振動させる及びユーザへの聴覚フィードバックをもたらすように構成される触覚及び聴覚フィードバックモジュール（４）と、
   触覚及び聴覚フィードバックの少なくとも１つのパラメータが前記タッチ面（２）上での指の移動方向に伴って変化するという触覚及び聴覚フィードバックをもたらすべく前記触覚及び聴覚フィードバックモジュール（４）を駆動させるように構成される駆動ユニット（５）と、
   前記タッチ面（２）を通じて画像を表示するために前記タッチ面（２）の下側に配置される表示装置と、を備え、
   前記触覚及び聴覚フィードバックのパラメータが前記タッチ面（２）上での指の移動速度に伴って変化するものであり、
   前記タッチ面（２）上での指の移動速度に基づいた前記触覚及び聴覚フィードバックのパラメータに対応するパターンを前記表示装置に更に表示することを特徴とする自動車両制御装置。
2. 指の位置（Ｐ１）を中心とする前記タッチ面（２）のゾーンが複数の角度セクタに分けられ、ユーザの指が前記ゾーンの一方で又は他方で移動しているかどうかに応じて別個の触覚及び聴覚フィードバックがもたらされることを特徴とする請求項１に記載の自動車両制御装置。
3. 指の位置を中心とする前記タッチ面のゾーンが四分円に分けられることを特徴とする請求項２に記載の自動車両制御装置。
4. 前記聴覚フィードバックのパラメータは、音量、位相、周波数、持続時間の大きさから選択され、及び、前記触覚フィードバックのパラメータは、加速度、周波数、振幅、持続時間、位相の大きさから選択されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自動車両制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の自動車両制御装置を制御するための方法であって、
   −前記タッチ面（２）上のユーザの指の接触と指の移動方向とが検出されるステップと、
   −触覚及び聴覚フィードバックの少なくとも１つのパラメータが前記タッチ面（２）上での指の移動方向に伴って変化するという触覚及び聴覚フィードバックがもたらされるステップと、
   を備えることを特徴とする方法。
6. 指の位置を中心とする前記タッチ面（２）のゾーンが複数の角度セクタに分けられ、ユーザの指が前記ゾーンの一方で又は他方で移動しているかどうかに応じて別個の触覚及び聴覚フィードバックがもたらされることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記触覚及び聴覚フィードバックのパラメータが前記タッチ面（２）上での指の移動速度に伴って変化することを特徴とする請求項５から６のいずれか一項に記載の方法。

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