JP7272333B2 - 車両用操作装置 - Google Patents

Description

本開示は、操作パネルに対して操作者の指による入力操作が行われて、車載機器に対する入力指示を行う車両用操作装置に関するものである。

操作装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１の操作装置（遅延時間推定装置）は、受信アンテナで取得した直接反射波と間接反射波を含む波形の受信データから目標を検出するために、パルス圧縮や不要波押圧処理やコヒーレント積分処理により、受信信号の距離とドップラ周波数の二次元マップ上において目標の信号対雑音比や信号対不要波比を改善する目標検出部（目標距離推定手段）を有している。そして、操作装置は、直接反射波および間接反射波を含む波形を用いて、超分解能法により両波の基準時刻に対する遅延時間を推定する。

操作装置は、超分解能法で用いる相関行列を算出するために、その波形をフーリエ変換して得られる複数の周波数成分の一部を含む複数の異なるサブセットのそれぞれに対して算出される複数の相関行列を平均化する平均化処理を行うための平均化回数を、その波形から算出されるパラメータに基づき決定する移動平均回数計算部と、決定された平均化回数に基づき、平均化処理を行うことにより超分解能法で用いる相関行列を算出する移動平均処理部と、算出された相関行列を用いて超分解能法を行うことにより、直接反射波および間接反射波の基準時刻に対する遅延時間を推定する超分解能遅延時間推定部と、を備えている。

これにより、超分解能法による遅延時間推定を行う前に、移動平均回数を波形の受信状態に応じて適切に設定でき、直接反射波と間接反射波の到来遅延時間を高い精度で推定できるようになっている。

特許第６２８７６７４号公報

しかしながら、上記特許文献１では、スイッチ部に対する速押し操作、あるいは連打操作等への応答を重視して、平均化回数を小さくして対応した場合に、分解能が不十分となってノイズの影響を受けやすい不安定な押圧検知となる。

また、押し速度によらず、十分な平均化回数（データサンプル数ｎ）を確保した場合、サンプル周期をＴとすると、押圧検知の最小時間は、ｎ・Ｔとなり、ｎを十分に確保することで、ｎ・Ｔが検出時間を超えるとスイッチ部への速押し、あるいは連打等に対して押圧検知不良となる。

本開示の目的は、上記問題に鑑み、スイッチ部に対する安定した押圧検出と、押し速度に応じた応答性の確保が両立できる車両用操作装置を提供することにある。

本開示は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

本開示では、車両に適用されて、
操作者の押圧操作によって、押圧方向に可動する操作部（１１０）と、
操作部の押圧操作される側とは反対側に配置されて、操作部の両端側を支持する支持部（１４０）と、
支持部に対して操作部の押圧操作される領域を弾性的に支持する弾性部（１５０）と、
支持部に設けられて、押圧操作に伴う操作部との距離の変化から操作部の変位量（ｄ）を検出する距離センサ（１６１、１６２）と、
距離センサによって得られる変位量をもとに、押圧操作の有無を判定する制御部（１７０）と、を備える車両用操作装置であって、
変位量のデータに対して移動平均処理を実施する第１処理部（１７３）と、
変位量のデータに対して第１処理部と並行して微分増幅処理をする第２処理部（１７２）と、が設けられ、
制御部は、
第１処理部によって得られた第１処理データ、あるいは、第２処理部によって得られた第２処理データのいずれかが閾値を超えたか否かにより、押圧操作有無を判定するようになっており、
第１処理データが押圧操作有りを判定するための第１閾値（Ｔ１）を超えたとき、あるいは、第２処理データが押圧操作有りを判定するための第２閾値（Ｔ２）を超えたときのいずれか早い方のタイミングで、押圧操作有りを判定することを特徴としている。

本開示によれば、押圧操作における押し速度が相対的に小さいと、変位量の時間変化は小さくなり、微分増幅処理データにはピーク値は発生しにくく、移動平均処理データに基づく押圧判定が選択される。移動平均処理による第１処理データでは、ＳＮ比におけるノイズを小さくして、ＳＮ比を高め、安定した押圧検出が可能となる。

また、押圧操作における押し速度が相対的に大きいと、変位量の時間変化はピーク値を持つように大きく得られ、微分増幅処理に基づく押圧判定が選択される。微分増幅処理による第２処理データでは、ＳＮ比におけるシグナルが増大されて、ＳＮ比を高め、安定した押圧検出が可能である。

このように、押圧操作の押し速度が、相対的に小さい場合、あるいは大きい場合のいずれの場合であっても、共に、応答性の良い押圧判定が可能となる。

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

第１実施形態における車両用操作装置の主要部を示す分解斜視図である。 車両用操作装置の主要部を示す正面図および下面図である。 車両用操作装置の全体構成を示す説明図である。 押圧検出時の制御内容を示すフローチャートである。 距離センサによる距離信号の電圧波形と、微分増幅後の電圧波形を示す説明図である。 押圧判定、およびリリース判定の要領を示す説明図である。 リリース検出時の制御内容を示すフローチャートである。 微分増幅した場合の利点を示す説明図である。 第２実施形態の振動周波数に対するデータの取り込み率を示す説明図である。 第２実施形態の振動周波数に対するデータの取り込み率（他の例）を示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態の車両用操作装置１００を、図１～図８に示す。本実施形態の車両用操作装置１００は、車両に搭載（適用）されて、例えば、車両用空調装置において、操作者（ユーザ）の指ｆｇによって入力操作される（押圧操作される）スイッチ部に適用したものとなっている。車両用空調装置のスイッチ部は、例えば、エアコンオンスイッチ、オート（自動制御）スイッチ、吹出し口選択スイッチ、温度設定スイッチ、およびファン風量設定スイッチ等がある。ここでは、例えば、３つのスイッチ（エアコンオンスイッチ、オートスイッチ、吹出し口選択スイッチ）を例にして説明している。

図１～図３に示すように、車両用操作装置１００は、意匠部品１１０、静電センサ１２０、内機部品１３０、リアフレーム１４０、弾性部１５０、距離センサ１６１、１６２、および制御部１７０等を備えている。

意匠部品１１０は、例えば、車両のインストルメントパネルの立設面（操作者と対向する面）の一部が流用された継ぎ目のない（シームレス）板部材として形成されている。意匠部品１１０は、例えば、樹脂材等の弾性材から形成されており、操作者の押圧操作によって押圧方向に可動する（弾性変形する）ようになっている。意匠部品１１０は、例えば、横長の長方形を成しており、対応するリアフレーム１４０の四隅に形成された固定部１４１に固定（４点固定）されている。意匠部品１１０は、本開示の操作部に対応する。

意匠部品１１０の左右方向において、両側の固定部１４１に対して内側となる領域は、弾性変形可能な可動部１１１として区画されている。また、意匠部品１１０の左右方向において、両側の固定部１４１に対して外側となる領域は、固定支持により弾性変形を伴わない固定部１１２として区画されている。

意匠部品１１０において、可動部１１１の領域内には、スイッチ部が形成されている。スイッチ部は、例えば、横方向に並ぶ３つのスイッチ、即ち、中央スイッチ１１３ａ（オートスイッチ）、左端スイッチ１１３ｂ（エアコンオンスイッチ）、および右端スイッチ１１３ｃ（吹出し口選択スイッチ）として形成されている。各スイッチ１１３ａ～１１３ｃは、例えば、メカスイッチのようなスイッチ機構を有するものではなく、スイッチの位置、および領域を示すものとなっており、例えば、意匠部品１１０の表面に、印刷や浮き出し処理等によって、視認されるマークとして形成されている。

静電センサ１２０は、意匠部品１１０（各スイッチ１１３ａ～１１３ｃ）において、操作者によって押圧操作される操作位置を検出するセンサである。静電センサ１２０は、例えば、フィルム部材に、マトリックス状（網目状）に配置された静電容量式の電極部が接合されて形成されている。静電センサ１２０は、意匠部品１１０の操作者とは反対側（反操作者側）の面に設けられており、各スイッチ１１３ａ～１１３ｃの位置を含むように全体の形状が設定されている。静電センサ１２０は、本開示の位置検出部に対応する。

静電センサ１２０は、操作者の意匠部品１１０（各スイッチ１１３ａ～１１３ｃ）に対する押圧操作時の指ｆｇとの間でコンデンサを形成し、静電容量を発生させるようになっている。静電センサ１２０は、操作者が、各スイッチ１１３ａ～１１３ｃのいずれかに指ｆｇを押圧操作（オン）したとき、操作した指ｆｇの位置に応じて生ずる静電容量の変化を、電荷信号として、静電検出マイコン１２１に出力するようになっている。そして、静電検出マイコン１２１は、電荷信号を受けて、どのスイッチへの押圧操作があったのかを示すタッチ信号を制御部１７０（マイコン１７３）に出力するようになっている。尚、マイコンはマイクロコンピュータの略語である。静電検出マイコン１２１は、制御部１７０と別体で形成されている場合を示しているが、一体で形成されるもの（制御部１７０内に組み込まれたもの）としてもよい。

内機部品１３０は、意匠部品１１０の押圧操作される側とは反対側、ここでは、静電センサ１２０の反操作者側に配置され、意匠部品１１０に一体的に組付けされた部材となっている。内機部品１３０は、例えば、板状で、台形形状を成しており、静電センサ１２０を挟むようにして、各角部（４か所）に設けられた固定部１３１において、意匠部品１１０に固定されている。内機部品１３０は、静電センサ１２０とリアフレーム１４０との間に位置している。尚、内機部品１３０は、意匠部品１１０と一体的に形成されたものとしてもよい。また、内機部品１３０の外形形状は、台形形状に限らず、例えば、長方形としてもよい。

リアフレーム１４０は、意匠部品１１０の押圧操作される側とは反対側（内機部品１３０の反操作者側）に配置されて、意匠部品１１０の両端側を、四隅に形成された固定部１４１（４か所）によって支持する板状の部材となっている。リアフレーム１４０の材質は、意匠部品１１０と同系統の材質（例えば、樹脂系材料）とするのが好ましい。リアフレーム１４０は、本開示の支持部に対応する。

弾性部１５０は、リアフレーム１４０に対して意匠部品１１０の押圧操作される領域（可動部１１１）を弾性的に支持する部材となっている。ここでは、弾性部１５０は、意匠部品１１０の固定部１１２と隣接する可動部１１１における弾性部分１５１と、内機部品１３０とリアフレーム１４０との間に設けられた弾性体１５２とによって形成されている。弾性体１５２の設定位置については、例えば、リアフレーム１４０の中心側となる領域（１箇所）等、他の位置を選択することも可能である。

距離センサ１６１、１６２は、リアフレーム１４０に設けられて、操作者の押圧操作（押圧荷重Ｆ）に伴う意匠部品１１０（ここでは、一体組付けされた内機部品１３０）との距離の変化から意匠部品１１０（内機部品１３０）の変位量ｄ（図６（ａ））を検出するセンサとなっている。距離センサ１６１、１６２は、各スイッチ１１３ａ～１１３ｃが並ぶ方向に対応するように、間隔をあけて配置され、基板１６０上に固定されている。更に、基板１６０が、リアフレーム１４０の意匠部品１１０側の面に固定されている。尚、リアフレーム１４０の意匠部品１１０側とは反対側に基板１６０を搭載し、リアフレーム１４０の穴等を介し、距離センサ１６１、１６２で変位量ｄを検知することも同義とする。

距離センサ１６１、１６２は、例えば、反射式光量センサが使用されている。距離センサ１６１、１６２は、意匠部品１１０側（内機部品１３０）に光を発射させて、内機部品１３０で反射して戻ってきた光結像位置（検出物体の距離によって異なるという三角測距の原理）をもとに、リアフレーム１４０と内機部品１３０との間の距離に相当する距離信号から変位量ｄを検知するようになっている。距離センサ１６１、１６２は、検知した距離信号を制御部１７０（ローパスフィルタ１７１）に出力するようになっている。距離センサ１６１、１６２は、他の原理を用いた反射式光学センサも含む。距離センサ１６１、１６２は、反射式光量センサに限らず、この他にも、静電式センサ、ＬＣＲ式センサ、磁気式センサ等が使用される。

制御部１７０は、静電検出マイコン１２１からのタッチ信号、および距離センサ１６１、１６２による変位量ｄをもとに、意匠部品１１０（スイッチ部）に対する押圧操作の有無を判定する部位となっている。制御部１７０は、ローパスフィルタ１７１、微分増幅部１７２、およびマイコン１７３等を有している。

ローパスフィルタ１７１は、距離センサ１６１、１６２による変位量ｄのデータのうち、所定の周波数（所定のフィルタ周波数）より低い周波数の成分を減衰させずに通し、また、所定の周波数より高い周波数成分をカット（減衰）させるフィルタである。つまり、ローパスフィルタ１７１は、微分増幅部１７２による微分増幅処理前の高周波側のノイズをカットして、微分増幅後のＳＮ比を確保する。ローパスフィルタ１７１から出力される信号は、微分増幅部１７２、およびマイコン１７３に出力される。

微分増幅部１７２は、ローパスフィルタ１７１から出力される信号に対して、微分増幅処理を行う。微分増幅部１７２で実施される微分増幅処理は、マイコン１７３で実施される移動平均処理と並行して実施される。微分増幅部１７２は、例えば、オペアンプが使用される。微分増幅部１７２で実施された微分増幅処理のデータ（第２処理データ）は、マイコン１７３に出力される。微分増幅部１７２は、本開示の第２処理部に対応する。尚、距離センサ１６１、１６２と、微分増幅部１７２との距離（接続用導線の長さ）は、できるだけ短くすることで、増幅前のノイズ混入を抑制することができる。

マイコン１７３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、および記憶媒体等を有している。マイコン１７３は、ローパスフィルタ１７１から出力される信号に対して、移動平均処理を行う。マイコン１７３は、本開示の第１処理部に対応する。マイコン１７３の記憶媒体には、押圧操作の有無を判定するための閾値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が、予め記憶されている。

閾値Ｔ１は、移動平均処理データに対する押し判定用の閾値である。閾値Ｔ２は、微分増幅処理データに対する押し判定用の閾値である。閾値Ｔ３は、移動平均処理データに対するリリース判定用の閾値である。閾値Ｔ４は、微分増幅処理データに対するリリース判定用の閾値である。閾値Ｔ１は、本開示の第１閾値に対応し、また、閾値Ｔ２は、本開示の第２閾値に対応する。

マイコン１７３は、操作者の押圧操作の押し速度に応じて、移動平均処理のデータ（第１処理データ）、あるいは微分増幅処理のデータのいずれかを用いて、各閾値Ｔ１～Ｔ４を基に、押圧操作の有無を判定する。押し速度は、例えば、単位時間あたりの押圧回数（連打回数）と定義することができる。

本開示に記載の制御部１７０およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つないしは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ、およびメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

あるいは、本開示に記載の制御部１７０およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア理論回路によって、プロセッサを構成することにより提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。

もしくは、本開示に記載の制御部１７０およびその手法は、一つないしは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリーと、一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合せにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。

また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

ここで、本実施形態に記載されるフローチャート、あるいはフローチャートの処理は、複数のセクション（あるいはステップと言及される）から構成され、各セクションは、たとえば、ステップＳ１００と表現される。更に、各セクションは、複数のサブセクションに分割されることができる、一方、複数のセクションが合わさって一つのセクションにすることも可能である。また、このように構成される各セクションは、デバイス、モジュール、ミーンズとして言及されることができる。

本実施形態の車両用操作装置１００の構成は、以上のようになっており、以下、図４～図８加えて、作動および作用効果について説明する。

１．押圧検出
操作者が、意匠部品１１０におけるスイッチ部（各スイッチ１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃのいずれか）に対して押圧荷重Ｆにて押圧操作すると、意匠部品１１０が変形して、距離センサ１６１、１６２との距離が変化する。距離変化に伴う変位量ｄは、距離センサ１６１、１６２によって把握され、ローパスフィルタ１７１を通って、制御部１７０（微分増幅部１７２、マイコン１７３）に出力される。また、静電センサ１２０によって、操作位置を示すタッチ信号が把握されて、制御部１７０に出力される。

図４に示すように、制御部１７０は、ステップＳ１００で、距離センサ１６１、１６２からの変位量ｄに対して、アナログ→デジタル変換したＡ／Ｄ値を連続的に取得していく（取り込んでいく）。図５中の破線で示すように、Ａ／Ｄ値に変換された変位量ｄは、押圧時に突出して、リリース時に元に戻る矩形状の信号となる。ここで、図５（ａ）に示すように、押圧操作時の押し速度が相対的に高いとき（変位量ｄの変化が速いとき）、変位量ｄの突出、戻りは急な変化（ほぼ、垂直の立ち上げ、立ち下げ）となる。逆に、図５（ｂ）に示すように、押圧操作時の押し速度が相対的に低いとき（変位量ｄの変化がゆっくりのとき）、変位量ｄの突出、戻りは、緩やかな変化（緩やかな勾配）となる。

次に、ステップＳ１１０で、制御部１７０は、変位量ｄに対して、移動平均処理と、微分増幅処理とを並行して実施していく。移動平均処理は、マイコン１７３で実施され、微分増幅処理は、微分増幅部１７２にて実施される。

移動平均処理は、取り込んだ変位量ｄのデータのうち、直近のｎ個のデータの平均計算をして、新しいデータ（移動平均処理データ）としていく処理であり、もとのデータの特徴を残したまま、ある程度の滑らかなデータとする。

また、微分増幅処理は、取り込んだ変位量ｄのデータを、微分したデータ（微分増幅処理データ）に変換する処理である。つまり、距離の次元を速度の次元に変換する。図５中の実線で示すように、押圧操作時の押し速度が相対的に高いとき、変位量ｄの変化が急なことから、微分増幅処理データは、急激なピーク（例えば変位量ｄの１０倍等）をもったデータとなる。一方、押し速度が相対的に低いとき、距離信号の変化が緩やかなことから、微分増幅処理データには、上記のようなピークの発生はなく、ある程度の凸（あるいは凹）が現れるデータとなる。

そして、ステップＳ１２０で、制御部１７０は、移動平均処理データが閾値Ｔ１を超えたか、あるいは微分増幅処理データが閾値Ｔ２を超えたかを判定する。制御部１７０は、移動平均処理データが閾値Ｔ１を超えたとき、あるいは微分増幅処理データが閾値Ｔ２を超えたときのいずれかが満たされると、いずれか早い方のタイミングをもって、ステップＳ１３０で、押圧検出状態とする（押圧操作有りと判定する）。尚、ステップＳ１２０で否定判定をすると、制御部１７０は、押圧検出を終了する。

ステップＳ１２０における判定について、図６を用いて詳述する。押圧操作時の押し速度が相対的に高い場合（速押しの場合）、図６（ｃ）に示すように、押圧に伴う微分増幅処理データは急激なピークを伴うデータとなるため、短時間で（瞬時に）閾値Ｔ２を超える。また、図６（ｂ）に示すように、移動平均処理データは、滑らかな立ち上がりとなり、閾値Ｔ１を超えるタイミングは、微分増幅処理データを用いた場合よりも遅れる（遅延発生）。よって、制御部１７０は、微分増幅処理データをもとに閾値Ｔ２を超えたタイミング（移動平均処理データの場合よりも早いタイミング）で、押圧操作ありと判定する。

一方、押圧操作時の押し速度が相対的に低い場合（ゆっくり押しの場合）、図６（ｃ）に示すように、押圧に伴う微分増幅処理データは上記のようなピークの発生はなく、閾値Ｔ２を超えることがない。そして、図６（ｂ）に示すように、移動平均処理データは、滑らかな立ち上がりとなりながらも、閾値Ｔ１を超える。よって、制御部１７０は、移動平均処理データをもとに閾値Ｔ１を超えたタイミング（微分増幅処理データの場合よりも早いタイミング）で、押圧操作ありと判定する。

制御部１７０は、併せて、静電センサ１２０による操作位置のデータから、押圧操作されたスイッチの操作位置を特定する。

２．リリース検出
操作者による押圧操作が解除されていくと、意匠部品１１０が元に戻ろうとして変形し、距離センサ１６１、１６２との距離が変化する。距離変化に伴う変位量ｄは、距離センサ１６１、１６２によって把握され、ローパスフィルタ１７１を通って、制御部１７０（微分増幅部１７２、マイコン１７３）に出力される。

図７に示すように、制御部１７０は、ステップＳ２００で、距離センサ１６１、１６２からの変位量ｄに対して、アナログ→デジタル変換したＡ／Ｄ値を連続的に取得していく（取り込んでいく）。

次に、ステップＳ２１０で、制御部１７０は、変位量ｄに対して、移動平均処理と、微分増幅処理とを並行して実施していく。移動平均処理は、マイコン１７３で実施され、微分増幅処理は、微分増幅部１７２にて実施される。

そして、ステップＳ２２０で、制御部１７０は、移動平均処理データが閾値Ｔ３を下回ったか、あるいは微分増幅処理データが閾値Ｔ４を下回ったかを判定する。制御部１７０は、移動平均処理データが閾値Ｔ３を下回ったとき、あるいは微分増幅処理データが閾値Ｔ４を下回ったときのいずれかが満たされると、いずれか早い方のタイミングをもって、ステップＳ２３０で、リリース検出状態とする（押圧操作無し判定する）。尚、ステップＳ２２０で否定判定をすると、制御部１７０は、リリース検出を終了する。

上記の押圧検出の場合と同様に、押圧操作時の押し速度が相対的に高い場合（速押しの場合）、制御部１７０は、微分増幅処理データをもとに閾値Ｔ４を下回ったタイミング（移動平均処理データの場合よりも早いタイミング）で、リリース操作ありと判定する。また、押圧操作時の押し速度が相対的に低い場合（ゆっくり押しの場合）、制御部１７０は、移動平均処理データをもとに閾値Ｔ３を下回ったタイミング（微分増幅処理データの場合よりも早いタイミング）で、リリース操作ありと判定する。

以上のように、本実施形態によれば、制御部１７０は、押圧操作の押し速度に応じて、マイコン１７３によって得られた移動平均処理データ、あるいは、微分増幅部１７２によって得られた微分増幅処理データのいずれかを選択して押圧操作有無（押圧検出とリリース検出）を判定する。

つまり、押圧操作における押し速度が相対的に小さいと、変位量ｄの時間変化は小さくなり、微分増幅処理データにはピーク値は発生しにくく、移動平均処理データに基づく押圧判定が選択される。移動平均処理による移動平均処理データでは、ＳＮ比におけるノイズを小さくして、ＳＮ比を高め、安定した押圧検出が可能となる。

また、押圧操作における押し速度が相対的に大きいと、変位量ｄの時間変化はピーク値を持つように大きく得られ、微分増幅処理に基づく押圧判定が選択される。微分増幅処理による微分増幅処理データでは、ＳＮ比におけるシグナルＳが増大されて、ＳＮ比を高め、安定した押圧検出が可能である。

このように、押圧操作の押し速度が、相対的に小さい場合、あるいは大きい場合のいずれの場合であっても、共に、応答性の良い押圧判定が可能となる。

また、制御部１７０は、移動平均処理データが押圧操作有りを判定するための閾値Ｔ１（第１閾値）を超えたとき、あるいは、微分増幅処理データが押圧操作有りを判定するための閾値Ｔ２（第２閾値）を超えたときのいずれか早い方のタイミングで、押圧操作有りを判定することで、確実な押圧判定が可能となる。

また、車両用操作装置１００には、移動平均処理、および微分増幅処理の前に、変位量ｄのデータに対して、所定の周波数より低い周波数成分のみを通すローパスフィルタ１７１が設けられている。これにより、高周波側のノイズを抑制して、移動平均処理後、および微分増幅処理後のＳＮ比を高めることができる。

尚、図８に示すように、変位量ｄのデータ（Ａ／Ｄ値）を判定用として増幅させる場合（例えば、単純な整数倍（２倍））、信号直流分Ａおよび変動分ｄＡ（変位量ｄ）は、それぞれ増幅されるが、Ａ／Ｄ入力最大値を超えてしまう場合があり、判定には使えない。また信号直流分Ｂおよび変動分ｄＢが、Ａ／Ｄ入力最大値の範囲内で増幅されても、変動分ｄＢは、さほど大きな増幅データにはならない。

一方、微分増幅処理を行う場合であると、信号直流分は０であり増幅されない。そして、変動分のみが効果的に増幅され（例えば、１０倍、２０倍等）、Ａ／Ｄ入力範囲を有効に使用したデータとして取り扱うことができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図９、図１０に示す。第２実施形態の車両用操作装置１００は、上記第１実施形態と構成は同一としながらも、制御内容を追加している。

車両の走行時においては、車両の振動に伴って意匠部品１１０に振動が発生して、距離センサ１６１、１６２によって、操作者の押圧操作による変位量ｄと同様の変位が発生する。つまり、車両用操作装置１００においては、押圧操作に基づく変位量ｄは当然のことながら、車両振動に基づく変位量ｄも発生することになる。

制御部１７０は、変位量ｄを微分して速度Ｖを得る。更に、制御部１７０は、角速度ωを、Ｖ／ｄとして、また、振動周波数ｆを、ω／（２・π・ｄ）として得ることができる。

そして、制御部１７０は、得られた角速度ω、あるいは振動周波数ｆが、予め定めた所定周波数ｆ１より高い領域では、押圧検出、およびリリース検出のための変位量ｄのデータの取得をカットする、あるいは抑制する。

図９は、所定周波数ｆ１より高い領域では、変位量ｄのデータの取得をカットする場合（カット領域の切り分け）を示している。また、図１０は、所定周波数ｆ１より高い領域では、変位量ｄのデータの取得を抑制する場合を示している。

所定周波数ｆ１は、例えば、操作者の押圧操作において、押し速度（指押し周波数）として、５回／秒（速押し）を上限と考えて、５Ｈｚ程度の値として設定することができる。尚、図１０では、所定周波数ｆ１＝５Ｈｚとして、所定周波数ｆ１より高い領域において、５～１０Ｈｚでは変位量ｄの取り込み率（重み付け）を５０％、１０～１５Ｈｚでは変位量ｄの取り込み率を２５％、１５Ｈｚ以上では取り込み率を０％とした例を示している。尚、重みづけの方法は、数式による対応や、マップによる対応が可能である。

これにより、車両の振動による影響を抑制して、より正確な押圧操作有無の判定が可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、上記第１実施形態の車両用操作装置１００と構成は同一としつつも、車両振動が発生する条件下で、閾値Ｔ１、Ｔ２を変更することで、操作者が主観的に感じる押圧確定のための押圧力を得るようにしたものである（閾値変更処理）。

上記第２実施形態で説明したように、車両の走行時においては、車両の振動に伴って意匠部品１１０に振動が発生して、距離センサ１６１、１６２によって、操作者の押圧操作による変位量ｄと同様の変位が発生する。つまり、車両用操作装置１００においては、押圧操作に基づく変位量ｄ、および車両振動に基づく変位量ｄが発生する。

制御部１７０は、変位量ｄを微分して速度Ｖを得る。更に、制御部１７０は、角速度ωを、Ｖ／ｄとして、また、振動周波数ｆを、ω／（２・π・ｄ）として得ることができる。

そして、制御部１７０は、車両の走行時の振動に伴う意匠部品１１０の振動周波数が、予め定めた所定周波数以下であり、且つ振動に伴う変位量ｄが予め定めた所定値以上であると、移動平均処理データに対する閾値Ｔ１、および微分増幅処理データに対する閾値Ｔ２を、当初設定よりも大きくなる側に変更して、記憶する。

このときの振動周波数は、例えば、操作者の押圧操作において、押し速度（指押し周波数）として、５回／秒（速押し）を上限と考えたときの３～５倍程度（１５～２５Ｈｚ程度）の周波数として設定することがきる。この場合の車両振動は、荒れた路面における振動として想定される。

荒れた路面における振動を受けるような場合に、閾値Ｔ１、および閾値Ｔ２が大きくされることで、押圧判定に要する押圧力を実質的に押し上げて、操作者は、より強い押圧力で操作するようになる。

一方、制御部１７０は、振動周波数が、所定周波数より大きく、且つ振動に伴う変位量ｄが記所定値より小さいと、閾値Ｔ１は変更せずに、閾値Ｔ２を、当初設定よりも大きくなる側に変更して、記憶する。

このときの振動周波数は、例えば、操作者の押圧操作において、押し速度（指押し周波数）として、５回／秒（速押し）を上限と考えたときの５倍以上（２５Ｈｚ以上）の周波数として設定することがきる。この場合の車両振動は、中～高速の安定走行時における振動として想定される。

安定走行時では、振動による影響は少ないが、高周波領域の影響は残ることから、閾値Ｔ２が大きくされることで、閾値Ｔ２に対する反応を鈍くして、高周波領域の影響を低減することができる。

本実施形態においては、制御部１７０は、静電センサ１２０による位置検出がないときに、上記の閾値変更処理を行うようにするとよい。車両振動を伴う走行中で、操作者が押圧操作しているときに、閾値変更処理を行うと、押圧操作が本来の操作者によるものなのか、車両の振動に伴うものなのかが不明確となって、正確な処理が実施しにくいためである。

（第４実施形態）
第４実施形態は、上記第３実施形態に対する変形例である。本実施形態では、移動平均処理データに掛けられる係数ｋ１（第１係数）、および、微分増幅処理データに掛けられる係数ｋ２（第２係数）が設けられており、この係数ｋ１、ｋ２を変更するものとなっている（係数変更処理）。

各係数の当初設定は１である。各係数ｋ１、ｋ２を１より小さく設定すれば、移動平均処理データ、および微分増幅処理データは、小さく設定されることになる。移動平均処理データ、および微分増幅処理データが、小さく設定されると、各閾値Ｔ１、Ｔ２との隔たりが大きくなる。

上記第３実施形態で説明したように、荒れた路面における振動を受ける場合に、制御部１７０は、係数ｋ１、および係数ｋ２を、当初設定よりも小さくなる側に変更する。これにより、閾値Ｔ１、Ｔ２との隔たりを大きくして、押圧判定に要する押圧力を実質的に押し上げて、操作者は、より強い押圧力で操作するようになる。

一方、安定走行時では、制御部１７０は、係数ｋ１は変更せずに、係数ｋ２を、当初設定よりも小さくなる側に変更する。安定走行時では、振動による影響は少ないが、高周波領域の影響は残ることから、係数ｋ２が小さくされることで、閾値Ｔ２に対する反応を鈍くして、高周波領域の影響を低減することができる。

本実施形態においても、制御部１７０は、静電センサ１２０による位置検出がないときに、上記の係数変更処理を行うようにするとよい。車両振動を伴う走行中で、操作者が押圧操作しているときに、係数変更処理を行うと、押圧操作が本来の操作者によるものなのか、車両の振動に伴うものなのかが不明確となって、正確な処理が実施しにくいためである。

（その他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、更に請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記各実施形態では、車両用操作装置１００を、例えば、車両用空調装置の各種スイッチ部に適用した例を示したが、これに限らず、例えば、オーディオ機器用のスイッチ部や、遠隔操作用のタッチパッド等に適用してもよい。

１００ 車両用操作装置
１１０ 意匠部品（操作部）
１２０ 静電センサ（位置検出部）
１４０ リアフレーム（支持部）
１５０ 弾性部
１６１、１６２ 距離センサ
１７０ 制御部
１７１ ローパスフィルタ
１７２ 微分増幅部（第２処理部）
１７３ マイコン（第１処理部）

Claims (7)

1. 車両に適用されて、
   操作者の押圧操作によって、押圧方向に可動する操作部（１１０）と、
   前記操作部の前記押圧操作される側とは反対側に配置されて、前記操作部の両端側を支持する支持部（１４０）と、
   前記支持部に対して前記操作部の前記押圧操作される領域を弾性的に支持する弾性部（１５０）と、
   前記支持部に設けられて、前記押圧操作に伴う前記操作部との距離の変化から前記操作部の変位量（ｄ）を検出する距離センサ（１６１、１６２）と、
   前記距離センサによって得られる前記変位量をもとに、前記押圧操作の有無を判定する制御部（１７０）と、を備える車両用操作装置であって、
   前記変位量のデータに対して移動平均処理を実施する第１処理部（１７３）と、
   前記変位量のデータに対して前記第１処理部と並行して微分増幅処理をする第２処理部（１７２）と、が設けられ、
   前記制御部は、
   前記第１処理部によって得られた第１処理データ、あるいは、前記第２処理部によって得られた第２処理データのいずれかが閾値を超えたか否かにより、押圧操作有無を判定するようになっており、
   前記第１処理データが押圧操作有りを判定するための第１閾値（Ｔ１）を超えたとき、あるいは、前記第２処理データが前記押圧操作有りを判定するための第２閾値（Ｔ２）を超えたときのいずれか早い方のタイミングで、前記押圧操作有りを判定する車両用操作装置。
2. 前記移動平均処理、および前記微分増幅処理の前に、前記変位量のデータに対して、所定のフィルタ周波数より低い周波数成分のみを通すローパスフィルタ（１７１）を有する請求項１に記載の車両用操作装置。
3. 前記制御部は、前記車両の走行時の振動に伴う前記操作部の振動周波数が、予め定めた所定周波数より高い領域では、前記変位量のデータの取得をカットする、あるいは抑制する請求項１または請求項２に記載の車両用操作装置。
4. 前記制御部は、
   前記車両の走行時の振動に伴う前記操作部の振動周波数が、予め定めた所定周波数以下であり、且つ前記振動に伴う変位が予め定めた所定値以上であると、前記第１閾値、および前記第２閾値を大きくなる側に変更すると共に、
   前記振動周波数が前記所定周波数より大きく、且つ前記変位が前記所定値より小さいと、前記第２閾値を大きくなる側に変更する閾値変更処理を行う請求項１に記載の車両用操作装置。
5. 前記操作部において、前記押圧操作される位置を検出する位置検出部（１２０）を備え、
   前記制御部は、前記位置検出部よる位置検出がないときに、前記閾値変更処理を行う請求項４に記載の車両用操作装置。
6. 前記第１処理データに掛けられる第１係数（ｋ１）、および前記第２処理データに掛けられる第２係数（ｋ２）が設けられており、
   前記制御部は、
   前記車両の走行時の振動に伴う前記操作部の振動周波数が、予め定めた所定周波数以下であり、且つ前記振動に伴う変位が予め定めた所定値以上であると、前記第１係数、および前記第２係数を小さくなる側に変更すると共に、
   前記振動周波数が前記所定値より大きく、且つ前記変位が前記所定値より小さいと、前記第２係数を小さくなる側に変更する係数変更処理を行う請求項１に記載の車両用操作装置。
7. 前記操作部において、前記押圧操作される位置を検出する位置検出部（１２０）を備え、
   前記制御部は、前記位置検出部による位置検出がないときに前記係数変更処理を行う請求項６に記載の車両用操作装置。

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