WO2018155338A1 - 車両用操作装置 - Google Patents

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WO2018155338A1
WO2018155338A1 PCT/JP2018/005501 JP2018005501W WO2018155338A1 WO 2018155338 A1 WO2018155338 A1 WO 2018155338A1 JP 2018005501 W JP2018005501 W JP 2018005501W WO 2018155338 A1 WO2018155338 A1 WO 2018155338A1
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reaction force
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occupant
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翔 藪中
雅年 ▲高▼山
雄策 武田
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マツダ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle operating device in which an in-vehicle device is controlled in accordance with an operation amount of an input unit operated by a passenger's manual operation.
  • a selection screen for selecting the operation of a plurality of in-vehicle devices is displayed on the monitor, and the occupant selects an arbitrary item from the selection screen using the operation unit.
  • the operation unit is controlled based on the operation reaction force characteristic that can generate an appropriate operation feeling for the passenger.
  • Patent Document 1 discloses a vehicle operation device that controls an in-vehicle device in accordance with an operation amount of a joystick type input processing device operated around a rotation axis by a passenger's manual operation.
  • the vehicle operating device includes a stick portion that is rotatable about a rotation axis, a running state detecting unit that detects a running state of the vehicle, a reaction force applying unit that applies an operation reaction force to the stick unit, and a reaction force applying unit.
  • the control means changes the operation amount-operation reaction force characteristic indicating the operation reaction force amount with respect to the operation amount of the stick portion based on the running state detected by the running state detection means, and the changed operation amount-operation reaction force quantity characteristic. Set the reaction force according to.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle operation device that can optimize an operation reaction force felt by an occupant regardless of a displacement speed of an operation unit.
  • a vehicle operation device is a vehicle operation device in which an in-vehicle device is controlled in accordance with an operation amount of an input unit operated by a passenger's manual operation, and a predetermined operation is performed by a passenger's manual operation.
  • An operation unit that can be displaced along an operation locus, a displacement speed detection unit that detects a displacement speed of the operation unit, and a reaction force application that applies an operation reaction force to the operation unit for each predetermined operation amount of the operation unit
  • a control unit that controls an operation reaction force applied by the reaction force application unit, and the control unit changes the operation reaction force according to a displacement speed detected by the displacement speed detection unit.
  • the operation reaction force felt by the occupant can be optimized regardless of the displacement speed of the operation unit.
  • FIG. 6 is a diagram showing initial F- ⁇ characteristics. It is a figure which shows a commander viscosity characteristic. It is a figure which shows a muscle viscosity characteristic. It is a figure which shows an example of the peak part of the operation reaction force when the amount of operation experience is large. It is a figure which shows an example of the peak part of the operation reaction force when the amount of operation experience is small. It is an example of display content. It is an example of F- ⁇ characteristics including a plurality of categories. It is explanatory drawing of a switching timing. It is a flowchart of an operation reaction force control process. It is a flowchart of a basic F- ⁇ characteristic setting process. It is a flowchart of an operation reaction force correction process.
  • the applicant perceives the load perceived by the occupant from the operation unit (hereinafter referred to as sensory reaction force) and the viscous reaction force, which is his own motion resistance. It was found that it can be regarded as the sum of the two reaction forces.
  • the occupant is high when the muscle activity is high even if the operation reaction force of the operation unit is set to a constant characteristic based on the influence of the external environment as in the technique of Patent Document 1.
  • the occupant may perceive a low sensory reaction force. For this reason, the passenger may feel uncomfortable with the operation of the operation unit.
  • the present applicant recalled the present invention that can optimize the operation reaction force felt by the occupant regardless of the displacement speed of the operation unit by considering the muscle viscosity characteristics of the occupant.
  • Example 1 A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
  • a vehicle V includes an instrument panel 1 that extends in the vehicle width direction, a console box 2 that extends in the front-rear direction and continues to the center of the instrument panel 1 in the vehicle width direction, and a right side of the console box 2.
  • a driver's seat and steering wheel 3 disposed on the left side of the console box 2, a passenger seat disposed on the left side of the console box 2, an operating device 10 and the like.
  • An audio device 4 is disposed in the vicinity of the connection portion between the instrument panel 1 and the console box 2.
  • An air-conditioning air outlet 5 a of an air conditioner 5 (air conditioner) is formed on the upper part of the audio device 4.
  • a monitor 7 capable of displaying various screens is disposed above the air conditioning air outlet 5a.
  • the monitor 7 is constituted by, for example, a liquid crystal monitor.
  • the monitor 7 is a selection screen for titles classified according to the category of audio 4 (for example, artist, genre, etc.), a selection screen for various operation functions of the air conditioner 5 (for example, air conditioning mode, set temperature, air volume, etc.), navigation system 6
  • the selection screen of various operation functions for example, search screen, route information, surrounding map information, etc. can be displayed.
  • a shift shift lever 8 At the upper position of the console box 2 in the vicinity of the driver's seat, there are arranged a shift shift lever 8, a parking brake shiver 9, various input system switches 11 to 17 constituting a part of the operating device 10, and the like.
  • the operating device 10 includes a rotatable commander switch (hereinafter abbreviated as “commander”) 11 (operation unit), selection switches 12 to 14, a return switch 15, and a determination switch 16. And an input system switch composed of a volume switch 17, and an ECU (Electronic Control Unit) 20 (control unit) capable of selecting the display contents of the monitor 7 and controlling the in-vehicle devices 4 to 6 in accordance with the operation of the input system switch Etc.
  • commander rotatable commander switch
  • selection switches 12 to 14 selection switches 12 to 14
  • a return switch 15 a determination switch
  • an input system switch composed of a volume switch 17, and an ECU (Electronic Control Unit) 20 (control unit) capable of selecting the display contents of the monitor 7 and controlling the in-vehicle devices 4 to 6 in accordance with the operation of the input system switch Etc.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the commander 11 is configured to be rotatable in either direction on the left or right around the rotation shaft 18a.
  • a pressure sensor 11 a is provided on the top of the commander 11.
  • the commander 11 is displaced along a rotation trajectory (operation trajectory) defined around the rotation shaft 18a by a passenger's manual operation.
  • the grasping state of the commander 11 by the occupant can be determined using the pressure sensor 11a.
  • the occupant when the occupant is holding the commander 11 from the side, the occupant grips the commander 11 with the fingertips, so the palm of the occupant does not contact the top of the commander 11. For this reason, the contact pressure higher than the predetermined pressure is not detected by the pressure sensor 11a. Therefore, when the contact pressure higher than the predetermined pressure is not detected by the pressure sensor 11a, it can be determined that the gripping state of the commander 11 is a side-holding state.
  • a strain gauge or an electrode may be used instead of the pressure sensor 11a.
  • the rotating shaft 18a is integrally formed with the rotating shaft of the rotary encoder 18 provided at the position opposite to the commander 11, and a gear 18b is connected to the middle portion thereof.
  • a motor 19 (reaction force applying unit) that applies an operation reaction force F according to the manual operation of the occupant to the commander 11 is provided in parallel with the rotary encoder 18.
  • a gear 19b is connected to a rotary shaft 19a that is an output shaft of the motor 19, and the gear 19b is engaged with the gear 18b.
  • the pressure sensor 11a and the rotary encoder 18 are configured to output a detection signal to the ECU 20.
  • the motor 19 is formed so that a command signal can be input from the ECU 20.
  • the selection switch 12 is an audio 4 selection switch.
  • the selection switch 13 is a selection switch for the air conditioner 5.
  • the selection switch 14 is a selection switch for the navigation system 6. When any one of the selection switches 12 to 14 is pressed, the monitor 7 displays a menu screen of the in-vehicle device corresponding to the selection switch selected from the in-vehicle devices 4 to 6.
  • the return switch 15 can return the currently displayed screen to the display screen before the pressing operation when the switch is pressed.
  • the decision switch 16 can execute the selected function in the selected in-vehicle device when the switch is pressed.
  • the volume switch 17 is a switch for adjusting the volume of sound output from the audio 4 or the like.
  • the input system switches 12 to 17 are formed so that detection signals can be output to the ECU 20, respectively.
  • the ECU 20 is configured to be able to control an operation reaction force F applied to the commander 11 according to the amount of manual operation around the rotation shaft 18a by the occupant of the commander 11.
  • This operation reaction force F gives a feeling of operation to the occupant at every predetermined rotation angle ⁇ .
  • the ECU 20 outputs a command signal based on a commander viscosity characteristic X and an F- ⁇ characteristic W, which will be described later, to the motor 19.
  • the ECU 20 is an electronic control unit composed of a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and loads various application programs stored in the ROM into the RAM and executes various arithmetic processes by executing them on the CPU.
  • the ECU 20 includes a rotational angular velocity calculation unit 21 (displacement velocity detection unit), an operation unit viscosity characteristic correction unit 22, a gripping state determination unit 23, an F- ⁇ characteristic correction unit 24, and a motor control.
  • Unit 25 monitor control unit 26, in-vehicle device control unit 27, memory 28, and the like.
  • Rotational angular velocity calculation unit 21 receives a rotational angle ⁇ (displacement) signal from rotary encoder 18. The rotation angular velocity calculation unit 21 calculates the rotation angular velocity d ⁇ (displacement velocity) of the commander 11 based on the input rotation angle ⁇ .
  • the rotational angular velocity calculation unit 21 detects the state of muscle activity of the occupant by calculating the rotational angular velocity d ⁇ of the commander 11.
  • the operation unit viscosity characteristic correction unit 22 is configured to be able to change the time constant of the commander viscosity characteristic X (operation unit viscosity characteristic) stored in the memory 28 based on the muscular tension of the occupant.
  • the memory 28 stores the initial F- ⁇ characteristics Wa and Wb and the commander viscosity characteristic X obtained in advance by experiments or the like.
  • the first and second F- ⁇ characteristics W1 and W2 that are intermediate F- ⁇ characteristics are set by the F- ⁇ characteristic correction unit 24 based on the initial F- ⁇ characteristics Wa and Wb.
  • the basic F- ⁇ characteristic W3 for controlling the operation of the motor 19 is set by the F- ⁇ characteristic correction unit 24 based on the first and second F- ⁇ characteristics W1 and W2.
  • the initial F- ⁇ characteristics Wa and Wb are wavy characteristics defined by the rotation angle ⁇ (operation amount) of the commander 11 on the horizontal axis and the operation reaction force F applied to the commander 11 on the vertical axis. It is. As will be described later, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 selects one of the initial F- ⁇ characteristics Wa and Wb.
  • the initial F- ⁇ characteristic Wa is composed of a plurality of peaks defined by both bottom portions Qa adjacent to each other in the front and rear, a top portion Pa, and a period Ta. That is, one peak is defined by the front bottom Qa, the top Pa, and the rear bottom Qa in the period Ta.
  • the initial F- ⁇ characteristic Wa has an increasing tendency that the operation reaction force F increases at a predetermined change rate in the period from the front bottom Qa to the rear top Pa. Further, the initial F- ⁇ characteristic Wa has a decreasing tendency of the change rate larger than the change rate in the period from the top Pa to the rear bottom Qa.
  • the initial F- ⁇ characteristic Wb has two bottom portions Qb adjacent to each other that are the same reaction force as the operation reaction force F of both bottom portions Qa, a top portion Pb that is a reaction force larger than the operation reaction force F of the top portion Pa, and a cycle. It is composed of a plurality of peaks defined by Tb (Tb ⁇ Ta).
  • the initial F- ⁇ characteristic Wb has an increasing tendency that the operation reaction force F increases at a predetermined change rate during the period from the front bottom portion Qb to the rear top portion Pb. Further, the initial F- ⁇ characteristic Wb has a tendency of decreasing the rate of change larger than the rate of change in the period from the top Pb to the rear bottom Qb.
  • Sa and Sb indicate the switching timing of the display contents (screen) of the monitor 7, respectively.
  • the switching timings Sa and Sb are set in advance in the initial F- ⁇ characteristics Wa and Wb, respectively.
  • the commander viscosity characteristic X is a characteristic defined by a viscosity value corresponding to the rotational angular velocity d ⁇ of the commander 11 on the horizontal axis and the differential value of the operation reaction force F of the commander 11 on the vertical axis.
  • the commander viscosity characteristic X is such that when the rotational angular velocity d ⁇ is less than the reference rotational angular velocity V ⁇ , the viscosity value increases as the rotational angular velocity d ⁇ increases, and when the rotational angular velocity d ⁇ is equal to or greater than the reference rotational angular velocity V ⁇ , the viscosity value regardless of the rotational angular velocity d ⁇ . Is a characteristic having a time constant that becomes constant.
  • the increasing tendency (change rate) of the peak portion of the basic F- ⁇ characteristic W3 is set by the F- ⁇ characteristic correcting unit 24 based on the commander viscosity characteristic X.
  • the operational reaction force F increases as the rotational angular velocity d ⁇ increases. That is, when the muscular activity amount of the occupant is lower than the muscular activity amount corresponding to the reference rotational angular velocity V ⁇ and only a small viscous reaction force is generated on the occupant based on the muscular viscosity characteristic, The reaction force F increases.
  • the operation reaction force F is constant regardless of the rotational angular velocity d ⁇ . That is, when the muscular activity amount of the occupant is higher than the muscular activity amount corresponding to the reference rotational angular velocity V ⁇ , and a large viscous reaction force is generated on the occupant based on the muscular viscosity characteristic, the operation reaction is performed regardless of the muscular activity amount. The force F becomes constant.
  • FIG. 6 shows a muscle viscosity characteristic Y that is a correlation between the joint angular velocity and the viscosity value corresponding to the differential value of the operation reaction force F felt by the occupant from the commander 11 in human engineering.
  • the characteristic y2 indicated by the broken line is a characteristic when the occupant's tension is higher than the characteristic y1 indicated by the solid line.
  • the characteristic y3 indicated by the alternate long and short dash line is a characteristic when the occupant's tension is higher than the characteristic y2 indicated by the broken line.
  • the muscle viscosity characteristic Y indicates that, as the muscular tension of the occupant increases, the downward convex curvature becomes gentle (the time constant increases), and the joint angular velocity is equal to or higher than the reference joint angular velocity V ⁇ , regardless of the occupant's tension. It shows the characteristic that the viscosity value converges uniformly. That is, it can be said that the reference joint angular velocity V ⁇ indicates the limit value of the response speed of the muscle spindle.
  • the reference rotational angular velocity V ⁇ of the commander viscosity characteristic X is set based on the reference joint angular velocity V ⁇ of the muscle viscosity property Y indicating the limit value of the response speed of the muscle spindle.
  • the operation unit viscosity characteristic correcting unit 22 includes a muscle tone estimating unit 22 a that estimates the muscle tone of the occupant.
  • the operation unit viscosity characteristic correction unit 22 is changed so that the time constant of the commander viscosity characteristic X increases as the muscle tone degree estimated by the muscle tone degree estimation unit 22a increases.
  • the characteristic x2 indicated by the broken line is a characteristic when the occupant's tension is higher than the characteristic x1 indicated by the solid line.
  • the characteristic x3 indicated by the alternate long and short dash line is a characteristic when the occupant's tension is higher than the characteristic x2 indicated by the broken line.
  • the commander viscosity characteristic X indicates that the upward convex curvature becomes gentler (the time constant becomes larger) as the occupant's muscle tension increases, and the occupant's tension increases when the rotational angular velocity d ⁇ is the reference rotational angular velocity V ⁇ .
  • the characteristic is set to have a time constant that the viscosity value converges uniformly.
  • the load acting on the occupant during the operation of the commander 11 corresponding to the sum of the two reaction forces of the operation reaction force F and the viscous reaction force, which is its own motion resistance, is substantially constant regardless of the muscular activity of the occupant. Can be. Thereby, the operation feeling of the commander 11 can be improved.
  • the muscle tone estimation unit 22a has an operation experience amount calculation unit 22b.
  • the operation experience amount calculation unit 22b calculates an operation experience amount indicating the degree of experience that the occupant has operated the commander 11. Specifically, the operation experience amount calculation unit 22b cumulatively counts the number of times the operation of the commander 11 is started by the occupant as the cumulative number of operations of the commander 11. Then, the operation experience amount calculation unit 22 b calculates the accumulated operation count of the commander 11 as the operation experience amount of the commander 11.
  • the operation experience amount calculating unit 22b is operated by the occupant. It is determined that the operation of the commander 11 has been started, and the cumulative count is performed.
  • the muscle tone level estimation unit 22a estimates the muscle tone level for the operation of the commander 11 by the occupant using the cumulative number of operations of the commander 11 calculated by the operation experience amount calculation unit 22b as a parameter.
  • the muscle tone estimation unit 22a compares the muscle tension with respect to the operation of the commander 11 by the occupant compared to the case where the cumulative operation count of the commander 11 is less than the predetermined amount. The degree is estimated to be low.
  • the gripping state determination unit 23 determines the gripping state of the commander 11 by the occupant based on the input signal from the pressure sensor 11a.
  • the gripping state determination unit 23 determines the gripping state of the commander 11 by the occupant using the pressing force at the top of the commander 11 indicated by the contact pressure detected by the pressure sensor 11a as a parameter.
  • the gripping state determination unit 23 determines that the occupant is holding the commander 11 from above.
  • the gripping state determination unit 23 determines that the occupant is in a side-holding state in which the commander 11 is gripped from the side.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 is configured to be able to change the operation reaction force F of the initial F- ⁇ characteristics Wa and Wb and the display content switching timings Sa and Sb stored in the memory 28.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 sets the first and second F- ⁇ characteristics W1, W2 using the operation reaction force adjustment function and the cycle adjustment function, and finally controls the operation of the motor 19 A basic F- ⁇ characteristic W3 is set.
  • the F- ⁇ characteristic W, the waveform period T, the waveform top portion P, the waveform bottom portion Q, the display content switching timing S, and the operation reaction force F will be described as representative symbols unless otherwise specified.
  • the operation reaction force adjustment function is a function that adjusts the operation reaction force F at the apex P in a situation that is affected by the muscle viscosity characteristics and a situation in which it is desired to emphasize the load perceived by the occupant at a predetermined rotation angle ⁇ .
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 reduces the operation reaction force F when the gripping state of the commander 11 by the occupant is in the upward holding state than when the gripping state is in the lateral holding state. Thereby, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 reduces the influence of the muscle viscosity characteristic based on the gripping state of the commander 11 in the load perceived by the occupant.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 uses the correction reaction coefficient F (0 ⁇ ) as the operation reaction force F of the apex P when the operation experience of the occupant's commander 11 is large. To (1 + ⁇ ) ⁇ F. As a result, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 reduces the influence of muscle viscoelasticity based on operation experience in the load perceived by the occupant.
  • the operation experience amount calculation unit 22b may calculate the accumulated operation time of the commander 11 as the operation experience amount, not limited to the accumulated operation count of the commander 11. Further, the operation experience amount calculation unit 22b may simply calculate the travel time or travel distance of the vehicle as the operation experience amount.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 uses the correction reaction factor (1 It may be corrected to ⁇ ) ⁇ F.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 selects the end titles a1 and a5 located at the beginning and end of category A in the selection operation of the titles included in category A. Is set to be larger than the maximum value of the operation reaction force F when the occupant selects the titles a2 to a4.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 selects the maximum value of the reaction force F when the occupant selects the title a3 located in the center of the category A, and the occupant selects the titles a2 and a4 adjacent to the title a3. It is set to be smaller than the maximum value of the operation reaction force F at that time.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 selects the maximum value of the reaction force F when selecting the end title b1 in the selection operation of the title included in the category B, as the end title of the category A adjacent to the title b1. It is set to be smaller than the maximum value of the operation reaction force F when a5 is selected and larger than the maximum value of the operation reaction force F when selecting the title b2 adjacent to the title b1. Thereby, the occupant can perceive the transition of the category corresponding to the title to be selected by tactile sense through the operation reaction force F.
  • the cycle adjustment function is a function that adjusts the cycle T of the F- ⁇ characteristic W in a situation where the operation reaction force F corresponding to the gripping state of the commander 11 affects the load perceived by the occupant.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 decreases the period T of the F- ⁇ characteristic W. As a result, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 reduces the amount of operation of the commander 11 by the occupant. On the other hand, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 increases the period T of the F- ⁇ characteristic W when the gripping state of the commander 11 by the occupant is the upper holding state than when the holding state is the horizontal holding state. Thereby, the operability of the commander 11 is maintained regardless of the gripping state of the commander 11 by the occupant.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 assigns the display content displayed on the monitor 7 to each peak portion of the F- ⁇ characteristic W, and displays on the monitor 7 according to the rotational angular velocity d ⁇ of the commander 11.
  • the content switching timing S is set.
  • the titles a1 to a5, b1, and b2 that can be displayed on the monitor 7 are based on the operation amount (rotation angle ⁇ ) of the commander 11, and the top P of the peak portion of the F- ⁇ characteristic W is Each rotation period ⁇ is assigned so as to be included in each display period.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 changes the switching timing S of the titles a1 to a5, b1, and b2 displayed on the monitor 7 from the peak P of the peak before one cycle to the peak P. It is set so as to be between the rear bottom Q continuous to the rear side.
  • the initial position of the switching timing S is the rear bottom Q.
  • the title displayed on the monitor 7 is continuously displayed until the commander 11 is operated at the adjacent switching timing S or the operation of the in-vehicle devices 4 to 6 is started by the monitor control unit 26 described later. .
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 uses the correction coefficient k (0 ⁇ k ⁇ 1) so that the switching timing S shifts to the top P side as the rotational angular velocity d ⁇ of the commander 11 increases. 1 ⁇ k ⁇ d ⁇ ) ⁇ S.
  • the motor control unit 25 outputs to the motor 19 a command signal based on the commander viscosity characteristic X set by the operation unit viscosity characteristic correction unit 22 and the basic F- ⁇ characteristic W3 set by the F- ⁇ characteristic correction unit 24. Thereby, the motor control unit 25 applies an operation reaction force F corresponding to the manual operation amount of the occupant to the commander 11.
  • the monitor control unit 26 displays the selected menu screen on the monitor 7 when the occupant presses any of the selection switches 12 to 15.
  • the monitor control unit 26 outputs a command signal based on the switching timing S of the basic F- ⁇ characteristic W3 set by the waveform setting unit 24. Output to the monitor 7.
  • the monitor control unit 26 displays a title (display content) corresponding to the manual operation amount of the occupant on the monitor 7.
  • the in-vehicle device control unit 27 When the occupant determines the selected title by pressing the determination switch 16, the in-vehicle device control unit 27 outputs a command signal for executing the functional operation of the in-vehicle device corresponding to the selected title to the in-vehicle device. .
  • the ECU 20 outputs various information such as output values of the pressure sensor 11a and the rotary encoder 18, initial F- ⁇ characteristics Wa and Wb, and commander viscosity characteristics X. Is read (step S1), and the process proceeds to step S2.
  • step S2 the ECU 20 determines whether the commander 11 has been operated.
  • step S2 the ECU 20 determines whether or not the commander 11 has been operated based on whether or not the rotational angular velocity d ⁇ calculated by the rotational angular velocity calculator 21 is zero.
  • step S3 the operation unit viscosity characteristic correction unit 22 performs a process (commander viscosity characteristic setting process) for changing the time constant of the commander viscosity characteristic X based on the rotational angular velocity d ⁇ and the operation experience amount as described above.
  • step S2 If the result of determination in step S2 is that the commander 11 has not been operated, the ECU 20 returns the process to step S1 and continues reading information.
  • step S4 as described above, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 performs the process of setting the basic F- ⁇ characteristic W3 (basic F- ⁇ characteristic setting process), and the process proceeds to step S5.
  • step S5 the monitor control unit 26 determines whether or not the commander 11 is currently operated at a position (rotation angle ⁇ ) corresponding to the switching timing S in the basic F- ⁇ characteristic W3.
  • step S5 if the monitor control unit 26 determines that the commander 11 has been operated at a position corresponding to the switching timing S, it displays a corresponding display screen (title) (step S6), and processing To step S7. As a result of the determination in step S5, if the monitor control unit 26 determines that the commander 11 has not been operated at a position corresponding to the switching timing S, the process proceeds to step S7.
  • step S7 the in-vehicle device control unit 27 determines whether or not the determination switch 16 is pressed.
  • step S7 the in-vehicle device control unit 27 determines that the determination switch 16 has been pressed.
  • the in-vehicle device control unit 27 outputs a command signal for executing the function of the in-vehicle device corresponding to the title selected by the occupant to the in-vehicle device (step S8), and the process returns to step S1.
  • step S7 when the in-vehicle device control unit 27 determines that the determination switch 16 is not pressed, the process returns to step S1.
  • step S4 the basic F- ⁇ characteristic setting process in step S4 will be described.
  • the operation experience amount calculation unit 22b determines whether or not the operation of the commander 11 by the occupant has been started as described above. To do.
  • step S11 when the operation experience amount calculation unit 22b determines that the operation of the commander 11 has been started, the operation experience amount calculation unit 22b adds 1 to the value of the counter C of the cumulative operation frequency of the commander 11 (step S12), and performs processing.
  • step S12 the operation experience amount calculation unit 22b adds 1 to the value of the counter C of the cumulative operation frequency of the commander 11 (step S12), and performs processing.
  • step S13 As a result of the determination in step S11, if the operation experience amount calculation unit 22b does not determine that the operation of the commander 11 has been started, it is assumed that the operation of the commander 11 by the occupant is continuing, and the process proceeds to step S13. .
  • step S13 the gripping state determination unit 23 determines whether or not the gripping state of the commander 11 by the occupant is the upper holding state.
  • step S13 when it is determined that the gripping state of the commander 11 by the occupant is the upper holding state, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 sets the initial F- ⁇ characteristic Wa (FIG. 4) to the first F- ⁇ .
  • the characteristic W1 is set (step S14), and the process proceeds to step S16.
  • step S13 when it is determined that the gripping state of the commander 11 by the occupant is not the upper-holding state, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 determines that the gripping state of the commander 11 by the occupant is the side-holding state. Then, the initial F- ⁇ characteristic Wb (FIG. 4) is set as the first F- ⁇ characteristic W1 (step S15), and the process proceeds to step S16.
  • step S16 the F- ⁇ characteristic correction unit 24 corrects the switching timing S of the first F- ⁇ characteristic W1 so that the higher the rotation angular velocity d ⁇ of the commander 11, the more the shift to the top P side. .
  • step S17 the F- ⁇ characteristic correction unit 24 sets the first F- ⁇ characteristic W1 in which the operation reaction force F and the switching timing S are corrected as the second F- ⁇ characteristic W2, and the process proceeds to step S18. .
  • step S18 the F- ⁇ characteristic correction unit 24 corrects the operation reaction force F and ends the process.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 includes a plurality of items included in each category. Are assigned to the peaks of the second F- ⁇ characteristic W2, and the process proceeds to step S22.
  • step S22 the F- ⁇ characteristic correction unit 24 increases the maximum operation reaction force F corresponding to the title (the operation reaction force at the top portion P) as the title is located closer to the center of the monitor 7 within the same category.
  • the operation reaction force F when each title in the category is selected is adjusted so that F) becomes large. Then, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 proceeds to step S23.
  • step S23 the F- ⁇ characteristic correction unit 24 determines whether or not the counter C after the addition in step S12 indicates the determination number N or more.
  • step S23 it is assumed that the F- ⁇ characteristic correction unit 24 determines that the counter C indicates the determination count N or more.
  • the operation reaction force F at the top P of each peak of the second F- ⁇ characteristic W2 is (1 + ⁇ ) ⁇ F, respectively. The increase is corrected, and the process proceeds to step S25.
  • step S23 when the F- ⁇ characteristic correcting unit 24 determines that the counter C indicates less than the determination number N, the amount of experience of operating the commander 11 by the occupant is small, and thus each of the second F- ⁇ characteristic W2 The process proceeds to step S25 without increasing the operation reaction force F of the peak portion P of the mountain portion.
  • step S25 the F- ⁇ characteristic correction unit 24 sets the second F- ⁇ characteristic W2 subjected to each correction to the basic F- ⁇ characteristic W3, and ends the process.
  • the operation device 10 includes the motor 19 that applies the operation reaction force F to the commander 11 for each predetermined rotation angle ⁇ of the commander 11. For this reason, the feeling of operation of the commander 11 can be appropriately given to the occupant.
  • ECU20 changes the operation reaction force F according to the rotation angular velocity d (theta) detected by the rotation angular velocity calculating part 21.
  • FIG. For this reason, the operation reaction force F felt by the occupant regardless of the rotational angular velocity d ⁇ of the commander 11 can be optimized. Thereby, an uncomfortable feeling of an occupant can be eliminated.
  • the ECU 20 changes the operation reaction force F according to the rotational angular velocity d ⁇ detected by the rotational angular velocity calculation unit 21 so that the load acting on the occupant during operation of the commander 11 is constant. Can be improved.
  • the ECU 20 increases the reaction force F as the rotational angular velocity d ⁇ detected by the rotational angular velocity calculator 21 increases, so that an appropriate operational feeling can be given to the occupant.
  • a memory 28 is provided for storing a commander viscosity characteristic X that is set by using the reaction force F applied to the commander 11 and the rotational angular velocity d ⁇ of the commander 11 as parameters, and the ECU 20 includes the commander viscosity characteristic X and the muscle viscosity characteristic of the occupant.
  • the operation reaction force F is changed so that the load acting on the occupant during operation of the commander 11 becomes constant. For this reason, the load which acts on a passenger
  • the commander viscosity characteristic X indicates that when the rotational angular velocity d ⁇ is less than the reference rotational angular velocity V ⁇ , the operation reaction force F increases as the rotational angular velocity d ⁇ increases. This is a characteristic having a time constant at which the operation reaction force F becomes constant. For this reason, an appropriate operation feeling can be given to the passenger.
  • ECU20 has the operation part viscosity characteristic correction
  • the commander viscosity characteristic X adapted to the occupant's muscle viscosity characteristic can be obtained via the time constant.
  • the operation unit viscosity characteristic correction unit 22 includes a muscle tone estimation unit 22a for estimating the muscle tone of the occupant, and the time constant of the commander viscosity characteristic X increases as the muscle tone estimated by the muscle tone estimation unit 22a increases.
  • the operation reaction force F is changed so as to increase. For this reason, the commander viscosity characteristic X suitable for the occupant's muscle tone can be obtained.
  • the muscle tone level estimation unit 22a estimates the muscle tone level based on the operation experience amount of the occupant's commander 11. Specifically, the muscle tone estimation unit 22a, when the experience amount of the occupant's commander 11 is greater than or equal to a predetermined amount, the muscle tone level is lower than when the experience amount of the commander 11 is less than the predetermined amount. presume. For this reason, it is possible to estimate the muscle tone degree using the operation experience amount of the commander 11 as a parameter.
  • ECU20 changes the operation reaction force F according to the muscle tension degree estimated based on the operation experience amount of the commander 11 by the muscle tension degree estimation part 22a. For this reason, the commander viscosity characteristic X more suitable for the occupant's muscle tone degree can be obtained through the operational experience of the commander 11.
  • the operating device 10 includes an audio device, an air conditioner, and a navigation system as in-vehicle devices, and performs these controls using a commander.
  • the controller device 10 may be configured to control at least one of these in-vehicle devices, or to control other in-vehicle devices.
  • the operation device 10 only needs to have a switch function that can be displaced along a predetermined operation locus by at least manual operation of the occupant.
  • the operating device 10 may include a slider type switch or a joystick type switch that can slide along a linear movement locus instead of the commander 11.
  • the rotation shaft may be formed so as to be tiltable in the front-rear and left-right directions.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 sets the F- ⁇ characteristic by calculation using the rotational angular velocity ⁇ and the commander viscosity characteristic X has been described.
  • a plurality of F- ⁇ characteristics taking into account the commander viscosity characteristics for each rotation angular velocity may be held as a map.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 may selectively extract one of the plurality of maps.
  • the muscle tone level estimation unit 22a may estimate the muscle tone level based on the gripping state of the commander 11 by the occupant instead of the operation experience amount. Specifically, when it is determined by the gripping state determination unit 23 that the gripping state of the commander 11 by the occupant is a side-holding state, the muscle tension estimation unit 22a determines that the gripping state is determined to be a top-holding state. Alternatively, it may be estimated that the muscle tone is low.
  • the muscle tone can be estimated using the gripping state of the commander 11 by the occupant as a parameter.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 uses the predetermined number of determinations N to increase the operation reaction force F when the operation experience amount is large, and to reduce the operation reaction force when the operation experience amount is small. An example of maintaining the force F has been described. However, when the operation experience amount is small, the F- ⁇ characteristic correction unit 24 may decrease the operation reaction force F.
  • the F- ⁇ characteristic correction unit 24 may increase the operation reaction force F linearly based on an increase in the operation experience amount.
  • a vehicle operation device is a vehicle operation device in which an in-vehicle device is controlled in accordance with an operation amount of an input unit operated by an occupant's manual operation.
  • An operation unit that can be displaced along a predetermined operation locus, a displacement speed detection unit that detects a displacement speed of the operation unit, and a reaction that applies an operation reaction force to the operation unit for each predetermined operation amount of the operation unit.
  • reaction force application unit that applies an operation reaction force to the operation unit for each predetermined operation amount of the operation unit. For this reason, the feeling of operation of an operation part can be given appropriately to a crew member.
  • the control unit changes the operation reaction force according to the displacement speed detected by the displacement speed detection unit. For this reason, it is possible to optimize the operation reaction force felt by the passenger regardless of the displacement speed of the operation unit. Thereby, an uncomfortable feeling of an occupant can be eliminated.
  • control unit changes the operation reaction force according to the displacement speed detected by the displacement speed detection unit so that a load acting on an occupant during operation of the operation unit is constant. It is preferable to do.
  • the operation reaction force is changed so that the load acting on the occupant during operation of the operation unit is constant, the operation feeling of the operation unit can be improved.
  • the controller further increases the operation reaction force as the displacement speed detected by the displacement speed detector increases.
  • the apparatus further includes a memory for storing an operation unit viscosity characteristic set using an operation reaction force applied to the operation unit and a displacement speed of the operation unit as parameters, and the control unit includes the operation unit It is preferable to change the operation reaction force so that the load acting on the occupant when the operation unit is operated, which is determined by the viscosity characteristic and the muscle viscosity characteristic of the occupant, is constant.
  • the load acting on the occupant can be made constant regardless of the muscular activity of the occupant.
  • the operation feeling of an operation part can be improved.
  • the operation section viscosity characteristics increase the operation reaction force as the displacement speed increases, and when the displacement speed is greater than or equal to the reference displacement speed, A characteristic having a time constant that makes the force constant is preferable.
  • control unit includes an operation unit viscosity characteristic correction unit that changes a time constant of the operation unit viscosity characteristic.
  • the operation unit viscosity characteristic correction unit includes a muscle tone level estimation unit that estimates the muscle tone level of an occupant, and the operation unit viscosity increases as the muscle tone level estimated by the muscle tone level estimation unit increases. It is preferable to change the operation reaction force so that the time constant of the characteristic becomes large.
  • the muscle tone level estimation unit is configured such that when the operation experience amount of the operation unit of the occupant is greater than or equal to a predetermined amount, the muscle tone level is higher than when the operation experience amount of the operation unit is less than the predetermined amount. It is preferable to estimate it as low.
  • a gripping state of the operation unit by the occupant is the operation
  • a gripping state determination unit that determines whether the gripping unit is in an upper holding state for gripping the unit from above or a side-holding state for gripping the operation unit from the side, and the muscle tone estimation unit includes: When the gripping state determination unit determines that the gripping state of the operation unit is the side-holding state, than when the gripping state determination unit determines that the gripping state of the operation unit is the top-holding state, It is preferable to estimate that the muscle tone is low.
  • the degree of muscle tone can be estimated using the gripping state of the operation unit by the occupant as a parameter.
  • the said control part may change the said operation reaction force according to the said muscle tone degree estimated based on the operation experience amount of the said operation part by the said muscle tone degree estimation part.

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Abstract

乗員の手動操作により操作される入力部の回転角（θ）に応じて車載機器（４）～（６）が制御される操作装置（１０）であって、回転軸（１８ａ）回りに回転可能なコマンダ（１１）と、コマンダ（１１）の回転角速度（ｄθ）を検出する回転角速度演算部（２１）と、コマンダ（１１）の所定の回転角（θ）毎に操作反力（Ｆ）を付与するモータ（１９）と、モータ（１９）によって付与する操作反力（Ｆ）を制御するＥＣＵ（２０）とを備え、ＥＣＵ（２０）が、回転角速度演算部（２１）によって検出された回転角速度（ｄθ）に応じて操作反力（Ｆ）を変更する。

Description

車両用操作装置
　本発明は、乗員の手動操作により操作される入力部の操作量に応じて車載機器が制御される車両用操作装置に関する。
　従来より、複数の車載機器（オーディオ、エアコン等）の動作を選択させるための選択画面をモニタに表示すると共に、乗員が操作部を用いて選択画面から任意の項目を選択し、この選択項目に対応した機能を車載機器に動作させる車両用操作装置が知られている。
　このような車両用操作装置では、操作部の変位に伴う操作反力が小さ過ぎる場合、操作感覚が軽く、オーバーシュートする虞が有る。逆に、操作部の変位に伴う操作反力が大き過ぎる場合、操作感覚が重く、操作遅れを生じる虞がある。
　そこで、乗員に対して適度な操作感覚を発生可能な操作反力特性に基づいて操作部を制御することが行われている。
　例えば、特許文献１には、乗員の手動操作により回転軸回りに操作されるジョイスティック型入力処理装置の操作量に応じて車載機器を制御する車両用操作装置が開示されている。この車両用操作装置は、回転軸回りに回転可能なスティック部と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、スティック部に操作反力を付与する反力付与手段と、反力付与手段によって付与する操作反力を制御する制御手段とを備える。制御手段は、走行状態検出手段により検出された走行状態に基づいて、スティック部の操作量に対する操作反力量を示す操作量－操作反力量特性を変更し、変更後の操作量－操作反力量特性に従って操作反力量を設定する。
　特許文献１の技術では、操作部の誤操作が発生し易い高速走行状態において、操作部のクリック感を大きくすることにより、乗員の未入力防止を図っている。
　しかし、特許文献１の技術では、走行状態等外部環境からの影響に基づいて操作部の操作反力を調整しているに過ぎず、人間四肢の力学特性、人間の関節や筋肉等の所謂粘弾性特性（以下、筋弾性特性という）が考慮されていない。このため、特許文献１の技術では、人体工学上、乗員の操作状況（動作）に適合した操作感覚を得ることができない。
特開２００３－３３５１９２号公報
　本発明の目的は、乗員が感じる操作反力を操作部の変位速度に拘らず適正化することができる車両用操作装置を提供することである。
　本発明の一態様に係る車両用操作装置は、乗員の手動操作により操作される入力部の操作量に応じて車載機器が制御される車両用操作装置であって、乗員の手動操作により所定の操作軌跡に沿って変位可能な操作部と、前記操作部の変位速度を検出する変位速度検出部と、前記操作部の所定の操作量毎に前記操作部に操作反力を付与する反力付与部と、前記反力付与部によって付与する操作反力を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記変位速度検出部によって検出された変位速度に応じて前記操作反力を変更する。
　本態様によれば、乗員が感じる操作反力を操作部の変位速度に拘らず適正化することができる。
実施例１に係る車両用操作装置のレイアウトを示す図である。 コマンダスイッチの平面図である。 車両用操作装置のブロック図である。 初期Ｆ－θ特性を示す図である。 コマンダ粘性特性を示す図である。 筋粘性特性を示す図である。 操作経験量が大きいときの操作反力の山部の一例を示す図である。 操作経験量が小さいときの操作反力の山部の一例を示す図である。 表示内容の例である。 複数のカテゴリを含むＦ－θ特性の例である。 切替タイミングの説明図である。 操作反力制御処理のフローチャートである。 基本Ｆ－θ特性設定処理のフローチャートである。 操作反力補正処理のフローチャートである。
　（本発明に至る知見）
　本件出願人は、乗員が操作部を操作する場合において、人体工学上、乗員の筋活動が高い（操作速度が速い）ときには、筋活動が低いときに比べて、筋粘性特性に基づいて乗員に対して大きな粘性反力（粘性値）が発生することを知見した。
　また、本件出願人は、乗員が操作部を操作する場合において乗員が知覚する負荷は、乗員が操作部から感じる操作反力（以下、感覚反力という）と自己の運動抵抗である粘性反力との２つの反力の和と見做すことができることを知見した。
　上記知見によれば、特許文献１の技術のように、外部環境の影響に基づいて操作部の操作反力が一定の特性に設定されていても、筋活動が高い場合には、乗員は高い感覚反力を知覚し、筋活動が低い場合には、乗員は低い感覚反力を知覚する虞がある。このため、乗員は、操作部の操作に違和感を覚える虞がある。
　特に、手動操作により回転軸回りに操作される操作部では、指関節や手首関節等関与する関節が多く、その動作も複雑である。このため、筋粘性特性に基づく粘性反力が、乗員が知覚する負荷に与える影響は少なくない。
　上記知見に基づき、本件出願人は、乗員の筋粘性特性を考慮することにより、乗員が感じる操作反力を操作部の変位速度に拘らず適正化することができる本発明を想起した。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　以下の説明は、本発明を車両用操作装置に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
　（実施例１）
　以下、本発明の実施例１について図１～図１３に基づいて説明する。
　まず、車両Ｖの全体構成について説明する。
　図１に示すように、車両Ｖは、車幅方向に延びるインスツルメントパネル１と、前後に延びてインスツルメントパネル１の車幅方向中央部に連なるコンソールボックス２と、コンソールボックス２の右側に配置された運転席及びステアリングホイール３と、コンソールボックス２の左側に配置された助手席と、操作装置１０等を備えている。インスツルメントパネル１とコンソールボックス２との接続部分近傍には、オーディオ装置４が配設されている。オーディオ装置４の上部には、エアコン５（空調装置）の空調風吹出口５ａが形成されている。
　空調風吹出口５ａの上部には、各種画面を表示可能なモニタ７（表示部）が配設されている。モニタ７は、例えば液晶モニタ等によって構成されている。モニタ７は、オーディオ４のカテゴリ（例えば、アーティスト、ジャンル等）別に分類されたタイトルの選択画面、エアコン５の各種操作機能（例えば、空調モード、設定温度、風量等）の選択画面、ナビゲーションシステム６の各種操作機能（例えば、検索用画面、経路情報、周辺地図情報等）の選択画面を表示可能に構成されている。
　運転席近傍のコンソールボックス２の上部位置には、変速シフトレバー８、パーキングブレーキシバー９及び操作装置１０の一部を構成する各種入力系スイッチ１１～１７等が配設されている。
　次に、操作装置１０について説明する。
　図２，図３に示すように、操作装置１０は、回動可能なコマンダスイッチ（以下、コマンダと略す）１１（操作部）と、選択スイッチ１２～１４と、戻りスイッチ１５と、決定スイッチ１６と、ボリュームスイッチ１７とからなる入力系スイッチと、これら入力系スイッチの操作に応じてモニタ７の表示内容の選択や車載機器４～６を制御可能なＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０（制御部）等を備えている。
　コマンダ１１は、回転軸１８ａ回りに左右何れの方向にも回転自在に構成されている。コマンダ１１の頂部には、圧力センサ１１ａが設けられている。コマンダ１１は、乗員の手動操作によって回転軸１８ａ回りに規定された回動軌跡（操作軌跡）に沿って変位される。
　圧力センサ１１ａを用いて、乗員によるコマンダ１１の把持状態を判定することができる。
　乗員がコマンダ１１を上方から把持する上持ち状態のとき、乗員の手のひらとコマンダ１１の頂部とが接触する。このため、圧力センサ１１ａによって所定の圧力以上の接触圧力が検出される。したがって、圧力センサ１１ａによって所定の圧力以上の接触圧力が検出されたとき、コマンダ１１の把持状態が上持ち状態であると判定することができる。
　一方、乗員がコマンダ１１を側方から把持する横持ち状態のとき、乗員はコマンダ１１を指先で把持するため、乗員の手のひらとコマンダ１１の頂部とが接触しない。このため、圧力センサ１１ａによって前記所定の圧力以上の接触圧力は検出されない。したがって、圧力センサ１１ａによって前記所定の圧力以上の接触圧力が検出されなかったとき、コマンダ１１の把持状態が横持ち状態であると判定することができる。
　尚、圧力センサ１１ａに代えて、歪ゲージや電極を用いても良い。
　図３に示すように、回転軸１８ａは、コマンダ１１の反対側位置に設けられたロータリエンコーダ１８の回転軸と一体形成され、その途中部に歯車１８ｂが連結されている。
　コマンダ１１に乗員の手動操作に応じた操作反力Ｆを付与するモータ１９（反力付与部）が、ロータリエンコーダ１８に並設されている。モータ１９の出力軸である回転軸１９ａには、歯車１９ｂが連結され、この歯車１９ｂが歯車１８ｂに噛合している。
　圧力センサ１１ａとロータリエンコーダ１８は、ＥＣＵ２０に検出信号を出力可能に形成されている。モータ１９は、ＥＣＵ２０から指令信号を入力可能に形成されている。
　選択スイッチ１２は、オーディオ４の選択用スイッチである。選択スイッチ１３は、エアコン５の選択用スイッチである。選択スイッチ１４は、ナビゲーションシステム６の選択用スイッチである。これら選択スイッチ１２～１４の何れかが押圧操作されたとき、モニタ７には、車載機器４～６のうち選択された選択スイッチに対応する車載機器のメニュー画面が表示される。
　戻りスイッチ１５は、スイッチが押圧操作されたとき、現時点表示されていた画面を押圧操作される前の表示画面に戻すことが可能である。決定スイッチ１６は、スイッチが押圧操作されたとき、選択されている車載機器における選択された機能を実行可能である。
　ボリュームスイッチ１７は、オーディオ４等により出力される音声の音量の調節用スイッチである。
　入力系スイッチ１２～１７は、ＥＣＵ２０に検出信号を出力可能に夫々形成されている。
　次に、ＥＣＵ２０について説明する。
　ＥＣＵ２０は、コマンダ１１の乗員による回転軸１８ａ回りの手動操作量に応じてコマンダ１１に付与する操作反力Ｆを制御可能に構成されている。この操作反力Ｆは、乗員に対して所定の回転角θ毎に操作感を与える。
　ＥＣＵ２０は、後述するコマンダ粘性特性ＸとＦ－θ特性Ｗとに基づく指令信号をモータ１９に出力する。
　ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる電子制御ユニットであり、ＲＯＭに記憶されているアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することにより各種演算処理を行う。
　図３に示すように、ＥＣＵ２０は、回転角速度演算部２１（変位速度検出部）と、操作部粘性特性補正部２２と、把持状態判定部２３と、Ｆ－θ特性補正部２４と、モータ制御部２５と、モニタ制御部２６と、車載機器制御部２７と、メモリ２８等を備えている。
　まず、回転角速度演算部２１について説明する。
　回転角速度演算部２１には、ロータリエンコーダ１８から回転角θ（変位）の信号が入力される。回転角速度演算部２１は、入力された回転角θに基づきコマンダ１１の回転角速度ｄθ（変位速度）を演算する。
　コマンダ１１の回転角速度ｄθが速いとき、乗員の筋活動量が大きく、コマンダ１１の回転角速度ｄθが遅いとき、乗員の筋活動量が小さいと考えられる。つまり、回転角速度演算部２１は、コマンダ１１の回転角速度ｄθを演算することで、乗員の筋活動の状態を検出する。
　次に、操作部粘性特性補正部２２について説明する。
　操作部粘性特性補正部２２は、メモリ２８に格納されているコマンダ粘性特性Ｘ（操作部粘性特性）の時定数を乗員の筋緊張度に基づいて変更可能に構成されている。
　ここで、操作部粘性特性補正部２２の説明に先行してメモリ２８について説明する。
　メモリ２８には、予め、実験等によって求められた初期Ｆ－θ特性Ｗａ，Ｗｂと、コマンダ粘性特性Ｘとが記憶されている。
　尚、後述するように、Ｆ－θ特性補正部２４によって、初期Ｆ－θ特性Ｗａ，Ｗｂに基づき中間Ｆ－θ特性である第１，第２Ｆ－θ特性Ｗ１，Ｗ２が設定される。最終的には、Ｆ－θ特性補正部２４によって、第１，第２Ｆ－θ特性Ｗ１，Ｗ２に基づき、モータ１９の作動を制御するための基本Ｆ－θ特性Ｗ３が設定される。
　図４に示すように、初期Ｆ－θ特性Ｗａ，Ｗｂは、横軸がコマンダ１１の回転角度θ（操作量）、縦軸がコマンダ１１に付与される操作反力Ｆによって規定された波状特性である。後述するように、Ｆ－θ特性補正部２４によって、これら初期Ｆ－θ特性Ｗａ，Ｗｂのうち、一方のＦ－θ特性が選択される。
　初期Ｆ－θ特性Ｗａは、前後に隣り合う両底部Ｑａと、頂部Ｐａと、周期Ｔａとにより規定された複数の山部から構成されている。つまり、周期Ｔａの期間における前側底部Ｑａ、頂部Ｐａ及び後側底部Ｑａとによって一の山部が規定される。初期Ｆ－θ特性Ｗａは、前側底部Ｑａから後側の頂部Ｐａまでの期間において所定の変化率で操作反力Ｆが増加する増加傾向を有している。また、初期Ｆ－θ特性Ｗａは、頂部Ｐａから後側底部Ｑａまでの期間において前記変化率よりも大きな変化率の減少傾向を有している。
　初期Ｆ－θ特性Ｗｂは、両底部Ｑａの操作反力Ｆと同じ反力である前後に隣り合う両底部Ｑｂと、頂部Ｐａの操作反力Ｆよりも大きい反力である頂部Ｐｂと、周期Ｔｂ（Ｔｂ＜Ｔａ）とにより規定された複数の山部から構成されている。初期Ｆ－θ特性Ｗｂは、前側底部Ｑｂから後側の頂部Ｐｂまでの期間において所定の変化率で操作反力Ｆが増加する増加傾向を有している。また、初期Ｆ－θ特性Ｗｂは、頂部Ｐｂから後側底部Ｑｂまでの期間において前記変化率よりも大きな変化率の減少傾向を有している。
　尚、Ｓａ，Ｓｂは、夫々モニタ７の表示内容（画面）の切替タイミングを示す。切替タイミングＳａ，Ｓｂは、予め初期Ｆ－θ特性Ｗａ，Ｗｂに夫々設定されている。
　図５に示すように、コマンダ粘性特性Ｘは、横軸がコマンダ１１の回転角速度ｄθ、縦軸がコマンダ１１の操作反力Ｆの微分値に対応した粘性値によって規定された特性である。
　コマンダ粘性特性Ｘは、回転角速度ｄθが基準回転角速度Ｖα未満のとき、回転角速度ｄθが大きい程粘性値が大きくなり、回転角速度ｄθが基準回転角速度Ｖα以上のとき、回転角速度ｄθに拘らず粘性値が一定になるという時定数を有する特性である。
　後述するように、基本Ｆ－θ特性Ｗ３の山部の増加傾向（変化率）は、Ｆ－θ特性補正部２４によって、コマンダ粘性特性Ｘに基づいて設定される。
　このため、回転角速度ｄθが基準回転角速度Ｖα未満のとき、回転角速度ｄθが大きい程、操作反力Ｆが大きくなる。つまり、乗員の筋活動量が基準回転角速度Ｖαに対応する筋活動量よりも低く、乗員に対して筋粘性特性に基づいて小さな粘性反力しか発生しないとき、筋活動量が高くなる程、操作反力Ｆは大きくなる。
　一方、回転角速度ｄθが基準回転角速度Ｖα以上のとき、回転角速度ｄθに拘らず、操作反力Ｆが一定になる。つまり、乗員の筋活動量が基準回転角速度Ｖαに対応する筋活動量よりも高く、乗員に対して筋粘性特性に基づいて大きな粘性反力が発生するとき、筋活動量に拘らず、操作反力Ｆは一定になる。
　それ故、乗員に対して筋粘性特性に適した操作感覚を与えることができる。これにより、乗員がコマンダ１１から感じる操作反力Ｆを筋活動に拘らず適正化することができる。
　図６に、人体工学上、関節角速度と乗員がコマンダ１１から感じる操作反力Ｆの微分値に対応する粘性値との相関関係である筋粘性特性Ｙを示す。
　破線で示す特性ｙ２は、実線で示す特性ｙ１よりも乗員の緊張度が高いときの特性である。一点鎖線で示す特性ｙ３は、破線で示す特性ｙ２よりも乗員の緊張度が高いときの特性である。筋粘性特性Ｙは、乗員の筋緊張度が高い程下凸状の曲率が緩やかになる（時定数が大きくなる）と共に、関節角速度が基準関節角速度Ｖβ以上のとき、乗員の緊張度に拘らず粘性値が一定に収束するという特性を示している。つまり、基準関節角速度Ｖβは、筋紡錘の応答速度の限界値を示しているといえる。
　本実施例では、コマンダ粘性特性Ｘの基準回転角速度Ｖαは、筋紡錘の応答速度の限界値を示す筋粘性特性Ｙの基準関節角速度Ｖβに基づいて設定されている。
　操作部粘性特性補正部２２の説明に戻る。
　図３に示すように、操作部粘性特性補正部２２は、乗員の筋緊張度を推定する筋緊張度推定部２２ａを有している。この操作部粘性特性補正部２２は、筋緊張度推定部２２ａが推定した筋緊張度が高い程コマンダ粘性特性Ｘの時定数が大きくなるように変更している。
　図５に示すように、破線で示す特性ｘ２は、実線で示す特性ｘ１よりも乗員の緊張度が高いときの特性である。一点鎖線で示す特性ｘ３は、破線で示す特性ｘ２よりも乗員の緊張度が高いときの特性である。つまり、コマンダ粘性特性Ｘは、乗員の筋緊張度が高い程上凸状の曲率が緩やかになる（時定数が大きくなる）と共に、回転角速度ｄθが基準回転角速度Ｖαのとき、乗員の緊張度に拘らず粘性値が一定に収束するという時定数を有する特性に設定されている。
　それ故、操作反力Ｆと自己の運動抵抗である粘性反力との２つの反力の和に対応する、コマンダ１１の操作時に乗員に作用する負荷を、乗員の筋活動に拘らず略一定にすることができる。これにより、コマンダ１１の操作感覚を向上することができる。
　筋緊張度推定部２２ａは、操作経験量演算部２２ｂを有している。
　操作経験量演算部２２ｂは、乗員がコマンダ１１を操作した経験の度合を示す操作経験量を算出する。具体的には、操作経験量演算部２２ｂは、乗員によってコマンダ１１の操作が開始された回数を、コマンダ１１の累積操作回数として累積カウントする。そして、操作経験量演算部２２ｂは、当該コマンダ１１の累積操作回数を、コマンダ１１の操作経験量として算出する。
　例えば、操作経験量演算部２２ｂは、回転角速度演算部２１によって演算された回転角速度ｄθが０になった時点から所定時間以上経過した後に、０ではない回転角速度ｄθが演算された場合、乗員によってコマンダ１１の操作が開始されたと判定し、前記累積カウントを行う。
　コマンダ１１の累積操作回数が多い（例えば、判定回数Ｎ以上）とき、乗員はコマンダ１１の操作に慣れていると考えられる。一方、コマンダ１１の累積操作回数が少ない（例えば、判定回数Ｎ未満）とき、乗員はコマンダ１１の操作に不慣れであると考えられる。つまり、筋緊張度推定部２２ａは、操作経験量演算部２２ｂが算出したコマンダ１１の累積操作回数をパラメータとして、乗員によるコマンダ１１の操作に対する筋緊張度を推定する。
　例えば、操作経験量演算部２２ｂが算出したコマンダ１１の累積操作回数が所定量以上の場合、コマンダ１１の累積操作回数が所定量未満の場合に比べて、乗員はコマンダ１１の操作に慣れていると考えられる。このように、コマンダ１１の累積操作回数が所定量以上の場合、筋緊張度推定部２２ａは、コマンダ１１の累積操作回数が所定量未満の場合に比べて、乗員によるコマンダ１１の操作に対する筋緊張度は低いと推定する。
　次に、把持状態判定部２３について説明する。
　把持状態判定部２３は、圧力センサ１１ａからの入力信号に基づき乗員によるコマンダ１１の把持状態を判定する。
　コマンダ１１の頂部の押圧力が高いとき、乗員の手のひらとコマンダ１１の頂部とが接触し、圧力センサ１１ａは、所定の圧力以上の接触圧力を検出する。一方、コマンダ１１の頂部の押圧力が低いとき、乗員の手のひらとコマンダ１１の頂部とが接触しないので、圧力センサ１１ａは、前記所定の圧力以上の接触圧力を検出しない。つまり、把持状態判定部２３は、圧力センサ１１ａによって検出される接触圧力が示すコマンダ１１の頂部の押圧力をパラメータとして、乗員によるコマンダ１１の把持状態を判定する。
　例えば、圧力センサ１１ａによって所定の圧力以上の接触圧力が検出された場合、把持状態判定部２３は、乗員がコマンダ１１を上方から把持する上持ち状態であると判定する。一方、圧力センサ１１ａによって所定の圧力以上の接触圧力が検出されなかった場合、把持状態判定部２３は、乗員がコマンダ１１を側方から把持する横持ち状態であると判定する。
　次に、Ｆ－θ特性補正部２４について説明する。
　Ｆ－θ特性補正部２４は、メモリ２８に格納されている初期Ｆ－θ特性Ｗａ，Ｗｂの操作反力Ｆ及び表示内容の切替タイミングＳａ，Ｓｂを変更可能に構成されている。
　Ｆ－θ特性補正部２４は、操作反力調整機能と、周期調整機能とを用いて第１，第２Ｆ－θ特性Ｗ１，Ｗ２を設定し、最終的にモータ１９の作動を制御するための基本Ｆ－θ特性Ｗ３を設定する。以下、特に説明がない場合、Ｆ－θ特性Ｗ、波形周期Ｔ、波形頂部Ｐ、波形底部Ｑ、表示内容の切替タイミングＳ、操作反力Ｆを各々を代表する符号として説明を行う。
　操作反力調整機能は、筋粘性特性の影響を受ける状況及び所定の回転角θで乗員が知覚する負荷を強調したい状況において、頂部Ｐにおける操作反力Ｆを調整する機能である。
　乗員によるコマンダ１１の把持状態が上持ち状態のとき、操作に関連する関節が多いため、乗員が知覚する負荷において、筋粘性特性に基づく粘性反力の影響は大きい。それ故、Ｆ－θ特性補正部２４は、乗員によるコマンダ１１の把持状態が上持ち状態のとき、前記把持状態が横持ち状態のときよりも、操作反力Ｆを低下させる。これにより、Ｆ－θ特性補正部２４は、乗員が知覚する負荷における、コマンダ１１の把持状態に基づく筋粘性特性の影響を低減する。
　また、上述のように、乗員のコマンダ１１の操作経験量が多いとき、前記操作経験量が少ないときに比べて乗員の緊張度が低いため、乗員が知覚する負荷において、筋粘性特性に基づく粘性反力の影響は小さい。
　それ故、Ｆ－θ特性補正部２４は、図７Ａに示すように、乗員のコマンダ１１の操作経験量が多いとき、頂部Ｐの操作反力Ｆを、補正係数α（０＜α）を用いて（１＋α）×Ｆに補正する。これにより、Ｆ－θ特性補正部２４は、乗員が知覚する負荷における、操作経験に基づく筋粘弾性の影響を低減する。尚、操作経験量演算部２２ｂが、操作経験量として、コマンダ１１の累積操作回数に限らず、コマンダ１１の累積操作時間を算出するこようにしてもよい。また、操作経験量演算部２２ｂが、簡易的に車両の走行時間又は走行距離を、操作経験量として算出するようにしてもよい。
　尚、図７Ｂに示すように、乗員によるコマンダ１１の操作経験量が少ないとき、Ｆ－θ特性補正部２４が、頂部Ｐの操作反力Ｆを、補正係数αを用いて操作反力（１－α）×Ｆに補正するようにしても良い。
　図８に示すように、タイトルａ１～ａ５を含むカテゴリＡと、タイトルｂ１，ｂ２を含むカテゴリＢとがモニタ７に表示されている状況において、乗員がブラインド操作で選択するタイトル（ハイライト表示）をスクロールするとする。この場合、乗員は、現在選択しているタイトル位置を目視にて認識することができない。
　それ故、図９に示すように、Ｆ－θ特性補正部２４は、カテゴリＡに含まれるタイトルの選択操作では、乗員がカテゴリＡの先頭及び末尾に位置する端タイトルａ１，ａ５を選択するときの操作反力Ｆの最大値を、乗員がタイトルａ２～ａ４を選択するときの操作反力Ｆの最大値よりも、大きくするように設定する。
　また、Ｆ－θ特性補正部２４は、乗員がカテゴリＡの中央に位置するタイトルａ３を選択するときの操作反力Ｆの最大値を、乗員がタイトルａ３に隣り合うタイトルａ２，ａ４を選択するときの操作反力Ｆの最大値よりも、小さくするように設定する。
　同様に、Ｆ－θ特性補正部２４は、カテゴリＢに含まれるタイトルの選択操作では、端タイトルｂ１を選択するときの操作反力Ｆの最大値を、タイトルｂ１に隣り合うカテゴリＡの端タイトルａ５を選択するときの操作反力Ｆの最大値よりも小さく、タイトルｂ１に隣り合うタイトルｂ２を選択するときの操作反力Ｆの最大値よりも、大きくするように設定する。これにより、乗員は、選択するタイトルに対応するカテゴリが遷移したことを、操作反力Ｆを介して触覚によって知覚することができる。
　周期調整機能は、乗員が知覚する負荷に、コマンダ１１の把持状態に応じた操作反力Ｆが影響する状況において、Ｆ－θ特性Ｗの周期Ｔを調整する機能である。
　乗員によるコマンダ１１の把持状態が横持ち状態のとき、乗員は、指関節のみで操作を行うことになる。このため、乗員にとってコマンダ１１の回転操作は容易ではなく、コマンダ１１の操作性が低下する。
　それ故、乗員によるコマンダ１１の把持状態が横持ち状態のとき、Ｆ－θ特性補正部２４は、Ｆ－θ特性Ｗの周期Ｔを小さくする。これにより、Ｆ－θ特性補正部２４は、乗員によるコマンダ１１の操作量を低減する。一方、Ｆ－θ特性補正部２４は、乗員によるコマンダ１１の把持状態が上持ち状態のとき、前記把持状態が横持ち状態のときよりも、Ｆ－θ特性Ｗの周期Ｔを大きくする。これにより、コマンダ１１の操作性は、乗員によるコマンダ１１の把持状態に拘らずに維持される。
　更に、Ｆ－θ特性補正部２４は、Ｆ－θ特性Ｗの各山部に、モニタ７に表示される表示内容を夫々割付けすると共に、コマンダ１１の回転角速度ｄθに応じて、モニタ７の表示内容の切替タイミングＳを設定する。
　図９に示す例では、コマンダ１１の操作量（回転角θ）に基づいて、モニタ７に表示可能な各タイトルａ１～ａ５，ｂ１，ｂ２が、Ｆ－θ特性Ｗの山部の頂部Ｐが各表示期間に含まれるように、回転角θに対して夫々割付けられている。
　図１０に示す例では、Ｆ－θ特性補正部２４は、モニタ７に表示されるタイトルａ１～ａ５，ｂ１，ｂ２の切替タイミングＳを、１周期前の山部の頂部Ｐからこの頂部Ｐの後側に連続した後側底部Ｑの間になるように設定している。
　尚、切替タイミングＳの初期位置は、後側底部Ｑである。
　また、モニタ７に表示されたタイトルは、後述するモニタ制御部２６によって、隣り合う切替タイミングＳにコマンダ１１が操作されるまで、又は車載機器４～６の作動が開始されるまで継続表示される。
　Ｆ－θ特性補正部２４は、コマンダ１１の回転角速度ｄθが速い程、切替タイミングＳを頂部Ｐ側に移行させるため、切替タイミングＳを、補正係数ｋ（０＜ｋ＜１）を用いて（１－ｋ・ｄθ）×Ｓに補正する。
　次に、モータ制御部２５、モニタ制御部２６、車載機器制御部２７について説明する。
　モータ制御部２５は、操作部粘性特性補正部２２によって設定されたコマンダ粘性特性ＸとＦ－θ特性補正部２４によって設定された基本Ｆ－θ特性Ｗ３に基づく指令信号をモータ１９に出力する。これにより、モータ制御部２５は乗員の手動操作量に応じた操作反力Ｆをコマンダ１１に付与する。
　モニタ制御部２６は、乗員が選択スイッチ１２～１５の何れかを押圧操作したとき、モニタ７に選択されたメニュー画面を表示する。モニタ制御部２６は、所定のメニュー画面が表示されているときに乗員によってコマンダ１１が操作されると、波形設定部２４によって設定された基本Ｆ－θ特性Ｗ３の切替タイミングＳに基づく指令信号をモニタ７に出力する。これにより、モニタ制御部２６は、乗員の手動操作量に応じたタイトル（表示内容）をモニタ７に表示する。
　車載機器制御部２７は、乗員が、選択したタイトルを決定スイッチ１６の押圧操作により決定したとき、当該選択したタイトルに対応する車載機器の機能動作を実行する指令信号を、当該車載機器に出力する。
　次に、図１１～図１３のフローチャートに基づいて、操作装置１０の操作反力制御について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は、各処理のためのステップを示す。
　図１１のフローチャートに示すように、まず、操作反力制御の処理において、ＥＣＵ２０は、圧力センサ１１ａやロータリエンコーダ１８の出力値及び初期Ｆ－θ特性Ｗａ，Ｗｂやコマンダ粘性特性Ｘ等の各種情報を読み込み（ステップＳ１）、処理をステップＳ２へ移行する。
　ステップＳ２では、ＥＣＵ２０は、コマンダ１１が操作されたか否か判定する。
　例えば、ステップＳ２において、ＥＣＵ２０は、回転角速度演算部２１によって演算された回転角速度ｄθが０でないか否かによって、コマンダ１１が操作されたか否かを判定する。
　ステップＳ２の判定の結果、ＥＣＵ２０は、コマンダ１１が操作されたと判定した場合、処理をステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、操作部粘性特性補正部２２が、上述のように、回転角速度ｄθ及び操作経験量に基づきコマンダ粘性特性Ｘの時定数を変更する処理（コマンダ粘性特性設定処理）を行う。
　ステップＳ２の判定の結果、ＥＣＵ２０は、コマンダ１１が操作されていないと判定した場合、処理をステップＳ１にリターンして、情報の読み込みを継続する。
　ステップＳ４では、Ｆ－θ特性補正部２４が、上述のように、基本Ｆ－θ特性Ｗ３を設定する処理（基本Ｆ－θ特性設定処理）を行い、処理をステップＳ５に移行する。
　ステップＳ５では、モニタ制御部２６が、現在、コマンダ１１が基本Ｆ－θ特性Ｗ３における切替タイミングＳに相当する位置（回転角θ）に操作されているか否か判定する。
　ステップＳ５の判定の結果、モニタ制御部２６は、コマンダ１１が切替タイミングＳに相当する位置に操作されていると判定した場合、該当する表示画面（タイトル）を表示して（ステップＳ６）、処理をステップＳ７に移行する。ステップＳ５の判定の結果、モニタ制御部２６は、コマンダ１１が切替タイミングＳに相当する位置に操作されていないと判定した場合、処理をステップＳ７に移行する。
　ステップＳ７では、車載機器制御部２７が、決定スイッチ１６が押圧されたか否か判定する。
　ステップＳ７の判定の結果、車載機器制御部２７は、決定スイッチ１６が押圧されたと判定したとする。この場合、車載機器制御部２７は、乗員により選択されたタイトルに対応する車載機器の機能を実行させる指令信号を当該車載機器に出力して（ステップＳ８）、処理をステップＳ１にリターンする。ステップＳ７の判定の結果、車載機器制御部２７は、決定スイッチ１６が押圧されていないと判定した場合、処理をステップＳ１にリターンする。
　次に、ステップＳ４の基本Ｆ－θ特性設定処理について説明する。
　図１２のフローチャートに示すように、基本Ｆ－θ特性設定処理では、まず、Ｓ１１にて、操作経験量演算部２２ｂは、上述のように、乗員によるコマンダ１１の操作が開始されたか否か判定する。
　ステップＳ１１の判定の結果、操作経験量演算部２２ｂは、コマンダ１１の操作が開始されたと判定した場合、コマンダ１１の累積操作回数のカウンタＣの値に１を加算し（ステップＳ１２）、処理をステップＳ１３に移行する。ステップＳ１１の判定の結果、操作経験量演算部２２ｂは、コマンダ１１の操作が開始されたと判定しなかった場合、乗員によるコマンダ１１の操作が継続中であるものとして、処理をステップＳ１３に移行する。
　ステップＳ１３では、把持状態判定部２３が、乗員によるコマンダ１１の把持状態が上持ち状態か否か判定する。
　ステップＳ１３の判定の結果、乗員によるコマンダ１１の把持状態が上持ち状態であると判定された場合、Ｆ－θ特性補正部２４は、初期Ｆ－θ特性Ｗａ（図４）を第１Ｆ－θ特性Ｗ１として設定し（ステップＳ１４）、処理をステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１３の判定の結果、乗員によるコマンダ１１の把持状態が上持ち状態ではないと判定された場合、Ｆ－θ特性補正部２４は、乗員によるコマンダ１１の把持状態が横持ち状態であると判断し、初期Ｆ－θ特性Ｗｂ（図４）を第１Ｆ－θ特性Ｗ１として設定し（ステップＳ１５）、処理をステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１６では、Ｆ－θ特性補正部２４は、上述のように、第１Ｆ－θ特性Ｗ１の切替タイミングＳを、コマンダ１１の回転角速度ｄθが速い程、頂部Ｐ側に移行するように補正する。
　ステップＳ１７では、Ｆ－θ特性補正部２４は、操作反力Ｆ及び切替タイミングＳが補正された第１Ｆ－θ特性Ｗ１を、第２Ｆ－θ特性Ｗ２として設定し、処理をステップＳ１８に移行する。
　ステップＳ１８では、Ｆ－θ特性補正部２４は、操作反力Ｆを補正する処理し、処理を終了する。
　次に、ステップＳ１８の操作反力Ｆを補正する処理について説明する。
　図１３のフローチャートに示すように、操作反力Ｆを補正する処理では、まず、ステップＳ２１にて、Ｆ－θ特性補正部２４は、図９に示したように、各カテゴリ内に含まれる複数のタイトル（表示内容）を第２Ｆ－θ特性Ｗ２の山部に夫々割付け、処理をステップＳ２２に移行する。
　ステップＳ２２では、Ｆ－θ特性補正部２４は、同一カテゴリ内においてモニタ７の中央部に対して端側に位置するタイトル程、タイトルに対応した最大の操作反力Ｆ（頂部Ｐの操作反力Ｆ）が大きくなるように、カテゴリ内の各タイトルが選択されたときの操作反力Ｆの調整を行う。そして、Ｆ－θ特性補正部２４は、処理をステップＳ２３に移行する。
　ステップＳ２３では、Ｆ－θ特性補正部２４は、ステップＳ１２における加算後のカウンタＣが判定回数Ｎ以上を示すか否か判定する。
　ステップＳ２３の判定の結果、Ｆ－θ特性補正部２４は、カウンタＣが判定回数Ｎ以上を示すと判定したとする。この場合、Ｆ－θ特性補正部２４は、乗員によるコマンダ１１の操作経験量が多いため、第２Ｆ－θ特性Ｗ２の各山部の頂部Ｐの操作反力Ｆを（１＋α）×Ｆに夫々増加補正し、処理をステップＳ２５に移行する。
　ステップＳ２３の判定の結果、Ｆ－θ特性補正部２４は、カウンタＣが判定回数Ｎ未満を示すと判定した場合、乗員によるコマンダ１１の操作経験量が少ないため、第２Ｆ－θ特性Ｗ２の各山部の頂部Ｐの操作反力Ｆを増加することなく、処理をステップＳ２５に移行する。
　ステップＳ２５では、Ｆ－θ特性補正部２４は、各補正が施された第２Ｆ－θ特性Ｗ２を、基本Ｆ－θ特性Ｗ３に設定し、処理を終了する。
　次に、本実施例の車両用操作装置１０における作用、効果について説明する。
　この操作装置１０によれば、コマンダ１１の所定の回転角θ毎にコマンダ１１に操作反力Ｆを付与するモータ１９を有する。このため、乗員にコマンダ１１の操作感を適切に付与することができる。
　ＥＣＵ２０が、回転角速度演算部２１によって検出された回転角速度ｄθに応じて操作反力Ｆを変更する。このため、コマンダ１１の回転角速度ｄθに拘らず乗員が感じる操作反力Ｆを適正化することができる。これにより、乗員の違和感を解消することができる。
　ＥＣＵ２０が、コマンダ１１の操作時に乗員に作用する負荷が一定となるように、回転角速度演算部２１によって検出された回転角速度ｄθに応じて操作反力Ｆを変更するため、コマンダ１１の操作感覚を向上することができる。
　ＥＣＵ２０が、回転角速度演算部２１によって検出された回転角速度ｄθが大きい程、操作反力Ｆを大きくするため、乗員に対して適切な操作感覚を与えることができる。
　コマンダ１１に付与する操作反力Ｆとコマンダ１１の回転角速度ｄθとをパラメータとして設定されたコマンダ粘性特性Ｘを記憶するメモリ２８を備え、ＥＣＵ２０が、コマンダ粘性特性Ｘと乗員の筋粘性特性とで定まる、コマンダ１１の操作時に乗員に作用する負荷が一定になるように操作反力Ｆを変更する。このため、乗員の筋活動に拘らず乗員に作用する負荷を一定にすることができる。これにより、コマンダ１１の操作感覚を向上することができる。
　コマンダ粘性特性Ｘは、回転角速度ｄθが基準回転角速度Ｖα未満のとき、回転角速度ｄθが大きい程操作反力Ｆが大きくなり、回転角速度ｄθが基準回転角速度Ｖα以上のとき、回転角速度ｄθに拘らず操作反力Ｆが一定になる時定数を有する特性である。このため、乗員に対して適切な操作感覚を与えることができる。
　ＥＣＵ２０が、コマンダ粘性特性Ｘの時定数を変更する操作部粘性特性補正部２２を有する。このため、時定数を介して乗員の筋粘性特性に適合したコマンダ粘性特性Ｘを得ることができる。
　操作部粘性特性補正部２２が、乗員の筋緊張度を推定する筋緊張度推定部２２ａを有し、筋緊張度推定部２２ａが推定した筋緊張度が高い程コマンダ粘性特性Ｘの時定数が大きくなるように操作反力Ｆを変更する。このため、乗員の筋緊張度に適合したコマンダ粘性特性Ｘを得ることができる。
　筋緊張度推定部２２ａは、乗員のコマンダ１１の操作経験量に基づいて筋緊張度を推定する。具体的には、筋緊張度推定部２２ａは、乗員のコマンダ１１の操作経験量が所定量以上の場合、コマンダ１１の操作経験量が前記所定量未満の場合に比べて筋緊張度が低いと推定する。このため、筋緊張度を、コマンダ１１の操作経験量をパラメータとして推定することができる。
　ＥＣＵ２０が、筋緊張度推定部２２ａによりコマンダ１１の操作経験量に基づいて推定された筋緊張度に応じて操作反力Ｆを変更する。このため、コマンダ１１の操作経験量を介して乗員の筋緊張度に一層適合したコマンダ粘性特性Ｘを得ることができる。
　次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
　１〕前記実施形態においては、操作装置１０が、車載機器としてオーディオ、エアコン及びナビゲーションシステムを備え、コマンダを用いてこれらの制御を行う例を説明した。しかし、操作装置１０を、これらの車載機器のうち少なくとも何れか１つを制御する、または、これら以外の車載機器を制御するように構成してもよい。
　２〕前記実施形態においては、コマンダ１１が、固定された回転軸回りに回転可能なコマンダスイッチである例を説明した。しかし、操作装置１０は、少なくとも乗員の手動操作により所定の操作軌跡に沿って変位可能なスイッチ機能を備えていれば良い。例えば、操作装置１０は、コマンダ１１に替えて、直線状の移動軌跡沿ってスライド可能なスライダ式スイッチ、または、ジョイスティック式スイッチを備えても良い。この場合、回転軸を前後左右方向に傾動可能に形成すればよい。
　また、コマンダ１１に替えて、回転軸が直線上にストローク可能な多機能コマンダを適用することも可能である。
　３〕前記実施形態においては、Ｆ－θ特性補正部２４が、回転角速度θとコマンダ粘性特性Ｘとを用いて、演算によりＦ－θ特性を設定する例を説明した。しかし、回転角速度毎にコマンダ粘性特性を考慮したＦ－θ特性を、マップとして複数保有するようにしてもよい。これに合わせて、Ｆ－θ特性補正部２４が、選択的にこれら複数のマップの何れかを抽出するようにしても良い。
　４〕前記実施形態においては、筋緊張度推定部２２ａがコマンダ１１の操作経験量に基づいて筋緊張度を推定した例を説明した。しかし、筋緊張度推定部２２ａが、操作経験量に代えて、乗員によるコマンダ１１の把持状態によって筋緊張度を推定しても良い。具体的には、把持状態判定部２３によって乗員によるコマンダ１１の把持状態が横持ち状態であると判定された場合、筋緊張度推定部２２ａが、前記把持状態を上持ち状態と判定した場合よりも、筋緊張度が低いと推定するようにしてもよい。
　また、シート高さやシートスライド量をパラメータとして筋緊張度を推定することも可能である。
　本態様によれば、筋緊張度を、乗員によるコマンダ１１の把持状態等をパラメータとして推定することができる。
　５〕前記実施形態においては、Ｆ－θ特性補正部２４が、所定の判定回数Ｎを用いて、操作経験量が多いとき、操作反力Ｆを増加し、操作経験量が少ないとき、操作反力Ｆを維持する例を説明した。しかし、Ｆ－θ特性補正部２４が、操作経験量が少ないとき、操作反力Ｆを減少させても良い。
　また、Ｆ－θ特性補正部２４が、操作経験量の増加に基づきリニアに操作反力Ｆを増加させても良い。
　６〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
　（本実施の形態の纏め）
　本発明の第一の態様に係る車両用操作装置は、乗員の手動操作により操作される入力部の操作量に応じて車載機器が制御される車両用操作装置であって、乗員の手動操作により所定の操作軌跡に沿って変位可能な操作部と、前記操作部の変位速度を検出する変位速度検出部と、前記操作部の所定の操作量毎に前記操作部に操作反力を付与する反力付与部と、前記反力付与部によって付与する操作反力を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記変位速度検出部によって検出された変位速度に応じて前記操作反力を変更する。
　この態様では、操作部の所定の操作量毎に前記操作部に操作反力を付与する反力付与部を有する。このため、乗員に操作部の操作感を適切に付与することができる。
　制御部が、変位速度検出部によって検出された変位速度に応じて操作反力を変更する。このため、操作部の変位速度に拘らず乗員が感じる操作反力を適正化することができる。これにより、乗員の違和感を解消することができる。
　上記第一の態様において、前記制御部は、前記操作部の操作時に乗員に作用する負荷が一定となるように、前記変位速度検出部によって検出された変位速度に応じて前記操作反力を変更することが好ましい。
　本態様によれば、操作部の操作時に乗員に作用する負荷が一定となるように操作反力が変更されるため、操作部の操作感覚を向上することができる。
　上記態様において、更に、前記制御部は、前記変位速度検出部によって検出された変位速度が大きい程、前記操作反力を大きくすることが好ましい。
　本態様によれば、変位速度検出部によって検出された変位速度が大きい程、操作反力が大きくされるため、乗員に対して適切な操作感覚を与えることができる。
　上記第一の態様において、前記操作部に付与する操作反力と前記操作部の変位速度とをパラメータとして設定された操作部粘性特性を記憶するメモリを更に備え、前記制御部が、前記操作部粘性特性と乗員の筋粘性特性とで定まる、前記操作部の操作時に乗員に作用する負荷が一定になるように前記操作反力を変更することが好ましい。
　この態様によれば、乗員の筋活動に拘らず乗員に作用する負荷を一定にすることができる。これにより、操作部の操作感覚を向上することができる。
　上記態様において、前記操作部粘性特性は、変位速度が基準変位速度未満のとき、変位速度が大きい程操作反力が大きくなり、変位速度が基準変位速度以上のとき、変位速度に拘らず操作反力が一定になる時定数を有する特性であることが好ましい。
　この態様によれば、乗員に対して適切な操作感覚を与えることができる。
　上記態様において、前記制御部が、前記操作部粘性特性の時定数を変更する操作部粘性特性補正部を有することが好ましい。
　この態様によれば、時定数を介して乗員の筋粘性特性に適合した操作部粘性特性を得ることができる。
　上記態様において、前記操作部粘性特性補正部が、乗員の筋緊張度を推定する筋緊張度推定部を有し、前記筋緊張度推定部が推定した前記筋緊張度が高い程前記操作部粘性特性の時定数が大きくなるように前記操作反力を変更することが好ましい。
　この態様によれば、乗員の筋緊張度に適合した操作部粘性特性を得ることができる。
　上記態様において、前記筋緊張度推定部は、乗員の前記操作部の操作経験量が所定量以上の場合、前記操作部の操作経験量が前記所定量未満の場合に比べて前記筋緊張度が低いと推定することが好ましい。
　この態様によれば、筋緊張度を、乗員の操作部の操作経験量をパラメータとして推定することができる。
　または、上記態様において、乗員の手のひらによる前記操作部の接触圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサが検出した前記操作部の接触圧力に基づき、乗員による前記操作部の把持状態が、前記操作部を上方から把持する上持ち状態であるか、前記操作部を側方から把持する横持ち状態であるか、を判定する把持状態判定部と、を更に備え、前記筋緊張度推定部は、前記把持状態判定部により前記操作部の把持状態が前記横持ち状態であると判定された場合、前記把持状態判定部により前記操作部の把持状態が前記上持ち状態と判定された場合よりも、前記筋緊張度が低いと推定することが好ましい。
　この態様によれば、筋緊張度を、乗員による操作部の把持状態をパラメータとして推定することができる。
　また、上記態様において、前記制御部が、前記筋緊張度推定部により前記操作部の操作経験量に基づいて推定された前記筋緊張度に応じて前記操作反力を変更するようにしてもよい。
　この態様によれば、操作部の操作経験量を介して乗員の筋緊張度に一層適合した操作部粘性特性を得ることができる。

Claims (10)

  1. 　乗員の手動操作により操作される入力部の操作量に応じて車載機器が制御される車両用操作装置であって、
    　乗員の手動操作により所定の操作軌跡に沿って変位可能な操作部と、
    　前記操作部の変位速度を検出する変位速度検出部と、
    　前記操作部の所定の操作量毎に前記操作部に操作反力を付与する反力付与部と、
    　前記反力付与部によって付与する操作反力を制御する制御部とを備え、
    　前記制御部が、前記変位速度検出部によって検出された変位速度に応じて前記操作反力を変更する車両用操作装置。
  2. 　前記制御部は、前記操作部の操作時に乗員に作用する負荷が一定となるように、前記変位速度検出部によって検出された変位速度に応じて前記操作反力を変更する請求項１に記載の車両用操作装置。
  3. 　前記制御部は、前記変位速度検出部によって検出された変位速度が大きい程、前記操作反力を大きくする請求項２に記載の車両用操作装置。
  4. 　前記操作部に付与する操作反力と前記操作部の変位速度とをパラメータとして設定された操作部粘性特性を記憶するメモリを更に備え、
    　前記制御部が、前記操作部粘性特性と乗員の筋粘性特性とで定まる、前記操作部の操作時に乗員に作用する負荷が一定になるように前記操作反力を変更する請求項１に記載の車両用操作装置。
  5. 　前記操作部粘性特性は、変位速度が基準変位速度未満のとき、変位速度が大きい程操作反力が大きくなり、変位速度が基準変位速度以上のとき、変位速度に拘らず操作反力が一定になる時定数を有する特性である請求項４に記載の車両用操作装置。
  6. 　前記制御部が、前記操作部粘性特性の時定数を変更する操作部粘性特性補正部を有する請求項５に記載の車両用操作装置。
  7. 　前記操作部粘性特性補正部が、乗員の筋緊張度を推定する筋緊張度推定部を有し、前記筋緊張度推定部が推定した前記筋緊張度が高い程前記操作部粘性特性の時定数が大きくなるように前記操作反力を変更する請求項６に記載の車両用操作装置。
  8. 　前記筋緊張度推定部は、乗員の前記操作部の操作経験量が所定量以上の場合、前記操作部の操作経験量が前記所定量未満の場合に比べて前記筋緊張度が低いと推定する請求項７に記載の車両用操作装置。
  9. 　乗員の手のひらによる前記操作部の接触圧力を検出する圧力センサと、
    　前記圧力センサが検出した前記接触圧力に基づき、乗員による前記操作部の把持状態が、前記操作部を上方から把持する上持ち状態であるか、前記操作部を側方から把持する横持ち状態であるか、を判定する把持状態判定部と、
    を更に備え、
    　前記筋緊張度推定部は、前記把持状態判定部により前記操作部の把持状態が前記横持ち状態であると判定された場合、前記把持状態判定部により前記操作部の把持状態が前記上持ち状態と判定された場合よりも、前記筋緊張度が低いと推定する請求項７に記載の車両用操作装置。
  10. 　前記制御部が、前記筋緊張度推定部により前記操作部の操作経験量に基づいて推定された前記筋緊張度に応じて前記操作反力を変更する請求項７又は９に記載の車両用操作装置。
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