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JP2004224202A - Operation device for vehicle - Google Patents

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JP2004224202A
JP2004224202A JP2003014465A JP2003014465A JP2004224202A JP 2004224202 A JP2004224202 A JP 2004224202A JP 2003014465 A JP2003014465 A JP 2003014465A JP 2003014465 A JP2003014465 A JP 2003014465A JP 2004224202 A JP2004224202 A JP 2004224202A
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Japan
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knob
vehicle
input unit
operation input
occupant
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JP2003014465A
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Yuji Ito
裕司 伊藤
Mare Kitagawa
希 北川
Michinaga Nagura
道長 名倉
Nobuaki Koshobu
信明 小勝負
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation device for a vehicle of such a structure that an information transmitting function visual to the driver/passenger is installed in an operational entry part (switch) itself for performing the operations of various on-board apparatus. <P>SOLUTION: The operation device for the vehicle has a knob 11 to be operated by the driver/passenger who moves and operates in the x-y direction interlocking with the operation screens of various on-board apparatus given in a display. When the driver is not in touch with the knob 11, the operation is put in the knob moving mode, and the knob 11 is moved in the x-y direction according to the specified drive pattern by DC motors 15 and 19 driven by a control device. The drive pattern can be preset corresponding to a plurality of images given in the display. The driver can grasp the knob motion within the view field even without watching the knob particularly, and can acknowledge easily the information about the condition of the apparatus from the obtained knob motion. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用操作デバイスに関するもので、特に、空調装置やオーディオ装置あるいはナビゲーション装置等の車載機器の操作を行うデバイスに用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】
近年、車両のIT化および運転支援ニーズなどにより、車載機器の操作スイッチの数が増加する傾向にあるが、これらの操作スイッチを限られた大きさのインパネ上へレイアウトすることが困難になっている。このため、ディスプレイ装置への表示画面と連動する集中操作スイッチが用いられ、これにより各車載機器の操作スイッチを分かりやすく、また、ユーザに親しみやすくしている。
【0003】
しかし、車載機器とそれを操作する乗員との間のインターフェース、特に乗員の車載機器からの情報認識の容易性の面ではまだ不十分であり、改善の余地があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記点に鑑みて、車載機器の操作を行うための操作入力部(スイッチ)自体に、乗員に対して視覚的な情報伝達機能を持たせることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、車両の乗員の操作入力部(11)に対する操作に基づき車載機器(36、37、38、39)を操作する操作デバイス(10)であって、前記操作入力部を少なくとも1自由度の運動方向に駆動する駆動部(15、19、100、201、202、203、204、206、207、208、209)と、前記操作入力部への前記乗員による操作の非入力状態において前記駆動部を制御する制御装置(30、31、32、34)と、を備えることを特徴とする。
【0006】
この発明によれば、車載機器を操作するための操作入力部を、乗員により操作されていない非入力状態において少なくとも1自由度の運動方向に移動するよう駆動するので、乗員からは操作入力部の動きとして車載機器の状態を容易に把握でき、情報の認知性を高めることができる。すなわち、本発明は、操作入力部の動きにより乗員に情報を与えるので、乗員が例えば運転操作中に操作入力部を注視していない状態であっても、乗員は視界内に操作入力部の動きを捉えやすいという人間の生理能力を効果的に利用している。
【0007】
なお、請求項2に記載のように、前記操作入力部と前記駆動部とを連結部材(13)により連結し、前記駆動部が前記連結部材を駆動することにより、前記操作入力部が運動するようにすれば、操作入力部の動きをより大きくすることができる。
【0008】
請求項3に記載の発明は、前記車載機器は複数の機器により構成され、前記制御装置には、前記複数の車載機器の作動状態を前記車載機器毎に切り替えて表示する表示装置(35)が接続され、前記制御装置は、前記表示の切り替えに同期して前記駆動部の制御を切り替えることを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、車載機器が複数ある場合には、表示装置により各車載機器の状態を切り替えて表示させるとともに、この表示の切り替えに同期して操作入力部の駆動制御を切り替えて行うことにより、各車載機器毎にその車載機器の状態を乗員に伝達することができる。
【0010】
なお、前記駆動部は、請求項4に記載のように、前記操作入力部を2自由度の運動方向、すなわち、2次元方向に駆動することにより、操作入力部は複雑な動きが可能になり、乗員に対して豊富な情報を与えることができる。
【0011】
請求項5に記載の発明は、前記操作入力部は、前記駆動部により該操作入力部が駆動されているときに発光する発光素子(12、120)を備えていることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、操作入力部が駆動中に発光可能な発光素子を備えているので、乗員の操作入力部の動きの認識を容易にすることができる。特に、夜間等、車室内が暗い状態で効果が大きい。
【0013】
前記制御装置は、請求項6に記載のように前記車載機器の作動状態に応じて、あるいは請求項7に記載のように前記車両が停車状態もしくは所定速度(たとえば時速5km)以下の低速走行状態であるとき、前記操作入力部に所定パターンの運動を行わせることができる。
【0014】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の操作デバイスの実施形態について図面を参照して説明する。図1は、操作デバイス10の外観斜視図であり、図2は操作デバイス10の駆動部の機構を表す斜視図である。
【0016】
操作デバイス10は、図示しない車室内のインパネの適宜箇所に配置され、乗員が操作入力部としてのノブ11を動かすことにより、後述する車載機器に対して操作入力が与えられる。なお、操作デバイス10の可動機構は、従来よりゲーム機用のジョイスティックなどでよく知られている構造を備えたものであり、以下では簡単に説明する。
【0017】
ノブ11は操作デバイス10が備える可動プレート14より立設する連結部材としてのレバー13の先端に結合されている。ノブ11の頂上部分には発光素子(LED)12が設けられている。
【0018】
レバー13の下端部にはレバー13およびノブ11をx方向およびy方向にそれぞれ駆動する駆動部としてのDCモータ15、19およびギア16a、16b、20a、20bが配置されている。DCモータ15はギア16aおよび16bを介してx方向駆動軸18を回転し、これによりレバー13およびノブ11はx方向駆動軸18を回転中心としてx方向に駆動される。このとき、ロータリーエンコーダ17がx方向駆動軸18の回転角、すなわちノブ11のx座標を検出する。
【0019】
同様に、DCモータ19はギア20aおよび20bを介してy方向駆動軸22を回転し、これによりレバー13およびノブ11はy方向駆動軸22を回転中心としてy方向に駆動される。このとき、ロータリーエンコーダ21がy方向駆動軸22の回転角、すなわちノブ11のy座標を検出する。
【0020】
このようなノブ11の駆動は、乗員がノブ11を操作しない状態、すなわち車載機器の操作の非入力状態で行われる(ノブ移動モード)。
【0021】
これに対し、乗員が車載機器を操作するためにノブ11にx方向または/およびy方向の力(操作力)を与えるとき、ロータリーエンコーダ17、21で検出されるxy座標に応じてDCモータ15および19のトルクを制御して、乗員が与える操作力に対する反力を発生すること(反力発生モード)ができる。すなわち、DCモータ15および19はノブ11の反力発生装置としても機能させることができる。
【0022】
なお、ノブ移動モードと反力発生モードとの切り替えは、次のように行われる。乗員がノブ11に触れるまでの間、すなわち乗員による非入力状態の間、ノブ移動モードが保持される。そして、乗員が一旦ノブ11に触れると、反力発生モードに移行し、乗員がノブ11より手を離して後所定時間経過すると再びノブ移動モードに移行する。
【0023】
図3は、本実施形態の機能ブロック図である。本実施形態の操作デバイス10は制御マイコン32を備えている。制御マイコン32には、ノブ11のx座標およびy座標を出力するロータリーエンコーダ17および21が接続されている。
また、制御マイコン32は、x軸の駆動回路30およびy軸の駆動回路31に指令値を与え、さらに駆動回路30および31はそれぞれ指令値に基づきDCモータ15および19を駆動する。
【0024】
制御マイコン32には、通信I/F部33が接続され、この通信I/F部33を介して描画ECU34との間でノブ11の座標値およびノブ11の駆動パターンの送受信を行う。
【0025】
また、制御マイコン32には、LED12が接続され、LED12は、制御マイコン32により、少なくともノブ移動モードの間、点灯し、ノブ11の移動状態をより視覚的に乗員に伝達する。なお、制御マイコン32には、車速信号(図示せず)が入力され、車両の停止状態の判断ができるようになっている。
【0026】
描画ECU34には、車載機器としてのナビゲーション装置を制御するナビECU36、オーディオ装置を制御するオーディオECU37、空調装置を制御するエアコンECU38、自動料金収受装置を制御するETC39、などが接続されている。
【0027】
また、描画ECU34は、インパネ(図示せず)に配置されたディスプレイ35が接続され、ディスプレイ35が表示すべき画像情報を与えて、ディスプレイ35に描画する。この画像情報は、各車載機器の作動状態や操作スイッチなどを表示する操作パネル画像であり、各車載機器からの情報に基づき所定時間毎、あるいは割込みにより、切り替えて表示される。
【0028】
したがって、各車載機器の操作は、このディスプレイ35に描画される操作パネル画像上で、乗員によるノブ11の移動、操作と連動して行われる。例えば、エアコン操作パネル画像では、エアコンECU38に対して目標温度、吹出し口、吹出し風量などを設定できるとともに、現在の空調装置の作動状態が表示される。また、ディスプレイ35の表示は、例えばエアコン操作パネル画像から、ナビECU36による地図画像などに適宜切り替えられる。
【0029】
さらに描画ECU34は、制御マイコン32より送信されるノブ11の座標情報に基づき、ディスプレイ35の画面内のどのスイッチが操作されたかを判断し、その操作内容に基づき各車載機器に対して各種制御の実行を要求する。
【0030】
また、描画ECU34には、ディスプレイ35に描画される画面毎に、予めノブ移動モードにおけるノブ11の駆動パターンが設定されており、描画ECU34はこの駆動パターンを制御マイコン32に送信する。
【0031】
制御マイコン32は命令を受け取ると予めプログラムされたノブ移動モードにおける駆動パターンに基づき、ノブ11を動かす指令値を駆動回路30、31へ出力する。
【0032】
次に、本実施形態のノブ移動モードにおける作動手順について、図4および図5のフローチャートに基づき説明する。図4は、本実施形態の操作デバイス10の制御マイコン32の作動手順を示している。
【0033】
初期化(ステップS100)後、ステップS110でロータリーエンコーダ17よりノブ11のx座標を読み込み、ステップS120でロータリーエンコーダ21よりノブ11のy座標を読み込む。ステップS130で、読み込んだxy座標を描画ECU34へ送信する。この座標送信は常時行われている。
【0034】
ステップS140で、描画ECU34からのノブ11の駆動パターンを受信し、ステップS150およびS160でこの駆動パターンを実現するためのx方向の移動量および移動速度、y方向の移動量および移動速度をそれぞれ計算する。そして、ステップS170で、計算された移動量および移動速度に基づき駆動回路30、31に対して指令値を出力する。
【0035】
一方、描画ECU34は、図5のフローチャートに示される手順で作動する。
初期化(ステップS200)後、ステップS210で、制御マイコン32から送信されるノブ11のx、y座標を受信する。ステップS220では、各車載機器からの情報に基づきディスプレイ35の描画制御を行う。ステップS230で、ディスプレイ35に描画する画面が、別の画面に更新されたか否かを判定し、更新がなければステップS210へ戻って操作を繰り返し、更新があればS240へ移行する。
【0036】
ステップS240では、更新された画面に対応して予め設定されているノブ11の駆動パターンを制御マイコン32へ送信したのち、ステップS210へ戻って操作を繰り返す。
【0037】
次に、ノブ移動モードにおけるノブ11の駆動パターンについて説明する。図6は、駆動パターンの例を示しており、同図(a)はxy面上で大きく円旋回するパターンであり、同(b)はx方向(またはy方向)のみに往復運動するパターン、また同(c)は八の字(∞形状)の軌跡で運動するパターンである。これらの駆動パターンは、x方向およびy方向の駆動軸18および22をそれぞれ回転するDCモータ15および19の駆動信号を、それぞれ図7(a)〜(c)に示すパターンとして設定することにより実現できる。なお、図7に例示するパターンにおいて、時間tに対するx、y座標の変化速度を変化させることにより、緩やかな運動から素早い運動までノブ11の移動速度を変化させることができる。
【0038】
これらの駆動パターンは、乗員に対して提示すべき車載機器の状態に関する情報に応じて、次のように設定することができる。
【0039】
ナビECU36等が音声認識機能を有しているような場合、乗員が予め設定した機器の名称を呼びかけて音声認識システムが応答したことを、ノブ11を大きく回転させることにより乗員に提示する。あるいは、ノブ11を八の字や星形(☆形状)のような一筆書き模様のパターンで駆動してもよい。
【0040】
また、車載機器の入力待ち状態を提示する場合や操作入力に対する車載機器の応答を提示する場合には、旋回運動や八の字軌跡をゆっくりした動きで提示するのが望ましく、一方、乗員に対して警告やエラーを提示する場合には、星形軌跡や左右首振り運動を素早く行わせることが望ましい。
【0041】
さらに、ナビECU36に対してナビゲーション装置の目標地設定がなされている場合に、例えば次の交差点で車両が曲がるべき方向へノブ11を傾けるといったノブ移動を行うことで、認知性の向上とエンターテインメント性の向上が可能となる。なお、このような情報提示は、運転操作の妨げにならないよう、信号待ちなどの車両停車状態もしくは所定速度(たとえば時速5km)以下の低速走行状態中に行うことが効果的である。
【0042】
以上のように本実施形態は、車載機器への操作入力部であるノブ11が非入力状態にあるとき、すなわち乗員がノブ11に触れていない間に、ディスプレイ35に表示された車載機器の状態を示す画像に応じた駆動パターンでノブ11を運動させるので、乗員にとって車載機器の状態を容易に把握でき、情報の認知性を高めることができる。このように、本実施形態は、ノブ11の動きにより乗員に情報を与えるので、乗員が例えば運転操作中にノブ11やディスプレイ35を注視していない状態であっても、乗員は視界内にノブ11の動きを的確に捉えることができる。
【0043】
更に、ノブ11の頂上部には、少なくともノブ移動モードにおいて点灯するLED12を設けているので、LED12の光によりノブ11の動きを更に認識しやすくすることができる。特に、夜間など車室内が暗い状態でノブ11の動きを認識する上で効果が大きい。
【0044】
また、ノブ移動モードにおけるノブ11の駆動パターンは、ディスプレイ35に描画される画像毎に軌跡形状や動きの速度を種々に変えて設定できるので、乗員に豊富な情報を提示することができる。
【0045】
そして、操作デバイス10の反力発生モードにおける乗員への触覚を通しての情報伝達とあいまって、乗員に豊富な情報伝達を可能にしている。
【0046】
(他の実施形態)
操作デバイスとして、次のような実施形態のものを用いることができる。
【0047】
図8は、1自由度の操作デバイスの例を示している。ノブ11はレバー13の先端に設けられている。レバー13は、ロータリーエンコーダ102の回転軸に一体に設けられている。またロータリーエンコーダ102の軸にはギア101bが設けられている。このロータリーエンコーダ102のギア101bを回転駆動するギア101aがDCモータ100の軸に設けられている。DCモータ100は、操作デバイスの制御マイコン32によりレバー13が所定の回転角となるよう回転駆動される。なお、LED120は、ノブ11の頂上部の回転中心より偏心した位置に設けることにより、ノブ11が回転していることを視覚的に認識しやすくしている。
【0048】
なお、図8の1自由度操作デバイスでは、反力発生モードにおいて、乗員によるノブ11の回転量(ロータリーエンコーダ102により検出される)に応じて、この操作力に抵抗するトルクをDCモータ100により発生させることができる。例えば、図9に示すように、パターン1ではノブ11を回転すると操作力が重くなったり軽くなったりを回転角に応じて繰り返すよう設定できる。また、パターン2では、特定の回転角の位置で操作量が重くなるよう設定できる。
【0049】
このように、ノブ11の回転方向に自由な反力を返すことにより、乗員に対して触覚を用いた情報の認知性を高め、例えばディスプレイ35に表示される操作画面を見ずにブラインド操作を行うことを補助することができる。
【0050】
図10は、上記実施形態と同様、2自由度の操作デバイスの他の例を示している。固定プレート205上に、4枚の正方形板状磁石206、207、208、209を図10のように、交互に磁化方向を変えてx方向およびy方向に田の字形に規則的に並べる。
【0051】
一方、固定プレート205と対向して移動可能な可動プレート14の表面にはレバー13が立設し、このレバー13の先端にノブ11が設けられている。また、可動プレート14の裏面には、コイル201、202、203、204が固定され、可動プレート14と固定プレート205とは、各コイルおよび磁石間にわずかな一定間隙が生ずるよう配置される。
【0052】
各コイルは、可動プレート14および固定プレート205に垂直な磁束を発生するよう構成される。さらに、可動プレート14の中立位置(非入力状態あるいは、作動していない状態)において、コイル201は磁石206と209との間、コイル202は磁石206と207との間、コイル203は磁石207と208との間、およびコイル204は磁石208と209との間に位置するように配置される。
【0053】
このように構成される操作デバイスでは、制御マイコン32が各コイル201〜204に流す電流の向きと大きさを決めることにより、可動プレート14、すなわちノブ11を図10に示すxy平面上で、ノブ移動モードにおいては自由に移動させることができるとともに、反力発生モードにおいてはxy方向に自由に反力を発生させることができる。
【0054】
上述の図8および図10に示した操作デバイスにおいても、ノブ移動モードにおいて、それぞれの自由度でノブ11を移動させることにより、乗員に対して車載機器の状態等の情報伝達を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の操作デバイスの外観斜視図である。
【図2】操作デバイスの駆動部の機構を表す斜視図である。
【図3】本実施形態の機能ブロック図である。
【図4】ノブ移動モードにおける制御マイコンの作動手順を示すフローチャートである。
【図5】ノブ移動モードにおける描画ECUの作動手順を示すフローチャートである。
【図6】(a)、(b)、(c)はいずれも、ノブの駆動パターンを示す図である。
【図7】(a)、(b)、(c)はそれぞれ、図6に示す駆動パターンに対するxy座標の時間線図である。
【図8】操作デバイスの他の実施形態を示す斜視図である。
【図9】反力の発生パターンを示す図である。
【図10】操作デバイスの他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
10…操作デバイス、11…ノブ、12…LED、13…レバー、
15、19…DCモータ、17、21…ロータリーエンコーダ、
32…制御マイコン、34…描画ECU、35…ディスプレイ、
36…ナビECU、37…オーディオECU、38…エアコンECU、
39…ETC。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an operation device for a vehicle, and is particularly suitable for use as a device for operating an in-vehicle device such as an air conditioner, an audio device, or a navigation device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the number of operation switches for in-vehicle devices has been increasing due to the use of IT in vehicles and driving support needs. However, it has become difficult to lay out these operation switches on an instrument panel of a limited size. I have. For this reason, a centralized operation switch interlocked with the display screen on the display device is used, so that the operation switches of each in-vehicle device are easy to understand and familiar to the user.
[0003]
However, the interface between the in-vehicle device and the occupant operating the in-vehicle device, in particular, the ease of information recognition from the in-vehicle device of the occupant is still insufficient, and there is room for improvement.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, it is an object of the present invention to provide an operation input unit (switch) itself for operating an in-vehicle device to have a visual information transmission function to an occupant.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an operation device (10) that operates an on-vehicle device (36, 37, 38, 39) based on an operation of an occupant of a vehicle on an operation input unit (11). A driving unit (15, 19, 100, 201, 202, 203, 204, 206, 207, 208, 209) for driving the operation input unit in a motion direction having at least one degree of freedom; And a control device (30, 31, 32, 34) for controlling the drive unit in a state where the operation by the occupant is not input.
[0006]
According to the present invention, the operation input unit for operating the in-vehicle device is driven so as to move in the motion direction having at least one degree of freedom in the non-input state where the occupant is not operating. The state of the in-vehicle device can be easily grasped as a movement, and the recognition of information can be improved. That is, since the present invention gives information to the occupant by the movement of the operation input unit, even if the occupant does not gaze at the operation input unit during the driving operation, for example, the occupant can move the operation input unit within the field of view. It makes effective use of human physiological ability, which is easy to catch.
[0007]
In addition, as described in claim 2, the operation input unit and the drive unit are connected by a connection member (13), and the operation input unit moves by the drive unit driving the connection member. By doing so, the movement of the operation input unit can be further increased.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the in-vehicle device includes a plurality of devices, and the control device includes a display device (35) that switches and displays an operation state of the plurality of in-vehicle devices for each of the in-vehicle devices. And the control device switches the control of the driving unit in synchronization with the switching of the display.
[0009]
According to the present invention, when there are a plurality of in-vehicle devices, the state of each in-vehicle device is switched and displayed by the display device, and the drive control of the operation input unit is switched and performed in synchronization with the switching of the display. In addition, the state of each in-vehicle device can be transmitted to the occupant for each in-vehicle device.
[0010]
The driving unit drives the operation input unit in a two-degree-of-freedom motion direction, that is, a two-dimensional direction, so that the operation input unit can perform a complicated movement. Abundant information can be given to the occupants.
[0011]
The invention according to claim 5 is characterized in that the operation input unit includes a light emitting element (12, 120) that emits light when the operation input unit is driven by the driving unit.
[0012]
According to the present invention, since the operation input unit includes the light emitting element that can emit light during driving, it is possible to easily recognize the movement of the operation input unit by the occupant. In particular, the effect is great when the vehicle interior is dark, such as at night.
[0013]
The control device may be configured to control the on-vehicle device according to the operating state of the vehicle-mounted device as described in claim 6 or to stop the vehicle or to drive the vehicle in a low-speed running state at a predetermined speed (for example, 5 km / h) or less as described in claim 7. , The operation input unit can perform a predetermined pattern of motion.
[0014]
In addition, the code | symbol in the parenthesis of each said means shows the correspondence with the concrete means described in embodiment mentioned later.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the operation device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the operation device 10, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a mechanism of a driving unit of the operation device 10.
[0016]
The operation device 10 is arranged at an appropriate position of an instrument panel in a vehicle compartment (not shown), and an occupant moves a knob 11 as an operation input unit, so that an operation input is given to an in-vehicle device described later. Note that the movable mechanism of the operation device 10 has a structure that is well known as a joystick for a game machine and the like, and will be briefly described below.
[0017]
The knob 11 is coupled to a tip of a lever 13 as a connecting member that stands upright from a movable plate 14 provided in the operation device 10. A light emitting element (LED) 12 is provided at the top of the knob 11.
[0018]
At the lower end of the lever 13, DC motors 15, 19 and gears 16a, 16b, 20a, 20b as drive units for driving the lever 13 and the knob 11 in the x and y directions, respectively, are arranged. The DC motor 15 rotates the x-direction drive shaft 18 via the gears 16a and 16b, whereby the lever 13 and the knob 11 are driven in the x direction about the x-direction drive shaft 18 as the center of rotation. At this time, the rotary encoder 17 detects the rotation angle of the x-direction drive shaft 18, that is, the x coordinate of the knob 11.
[0019]
Similarly, the DC motor 19 rotates the y-direction drive shaft 22 via the gears 20a and 20b, whereby the lever 13 and the knob 11 are driven in the y-direction about the y-direction drive shaft 22 as the center of rotation. At this time, the rotary encoder 21 detects the rotation angle of the y-direction drive shaft 22, that is, the y coordinate of the knob 11.
[0020]
Such driving of the knob 11 is performed in a state where the occupant does not operate the knob 11, that is, in a state where the operation of the on-vehicle device is not input (knob movement mode).
[0021]
On the other hand, when an occupant applies a force (operating force) in the x direction and / or the y direction to the knob 11 to operate the on-vehicle equipment, the DC motor 15 according to the xy coordinates detected by the rotary encoders 17 and 21. And 19 can be controlled to generate a reaction force to the operation force applied by the occupant (reaction force generation mode). That is, the DC motors 15 and 19 can also function as a reaction force generator for the knob 11.
[0022]
Switching between the knob movement mode and the reaction force generation mode is performed as follows. The knob movement mode is maintained until the occupant touches the knob 11, that is, during the non-input state by the occupant. Then, once the occupant touches the knob 11, the mode shifts to the reaction force generation mode, and when the occupant releases his / her hand from the knob 11 and a predetermined time passes, the mode shifts again to the knob movement mode.
[0023]
FIG. 3 is a functional block diagram of the present embodiment. The operation device 10 of the present embodiment includes a control microcomputer 32. The control microcomputer 32 is connected to rotary encoders 17 and 21 that output the x and y coordinates of the knob 11.
Further, the control microcomputer 32 gives command values to the x-axis drive circuit 30 and the y-axis drive circuit 31, and the drive circuits 30 and 31 drive the DC motors 15 and 19 based on the command values, respectively.
[0024]
A communication I / F unit 33 is connected to the control microcomputer 32, and transmits and receives the coordinate values of the knob 11 and the driving pattern of the knob 11 to and from the drawing ECU 34 via the communication I / F unit 33.
[0025]
The LED 12 is connected to the control microcomputer 32, and the LED 12 is turned on by the control microcomputer 32 at least during the knob movement mode, and the movement state of the knob 11 is more visually transmitted to the occupant. Note that a vehicle speed signal (not shown) is input to the control microcomputer 32 so that the stop state of the vehicle can be determined.
[0026]
The drawing ECU 34 is connected to a navigation ECU 36 for controlling a navigation device as an in-vehicle device, an audio ECU 37 for controlling an audio device, an air conditioner ECU 38 for controlling an air conditioner, an ETC 39 for controlling an automatic toll collection device, and the like.
[0027]
The drawing ECU 34 is connected to a display 35 arranged on an instrument panel (not shown), gives image information to be displayed on the display 35, and draws on the display 35. This image information is an operation panel image that displays the operation state, operation switches, and the like of each in-vehicle device, and is switched and displayed at predetermined time intervals or by interruption based on information from each in-vehicle device.
[0028]
Therefore, the operation of each vehicle-mounted device is performed in conjunction with the movement and operation of the knob 11 by the occupant on the operation panel image drawn on the display 35. For example, in the air conditioner operation panel image, a target temperature, an outlet, an outlet air volume, and the like can be set for the air conditioner ECU 38, and the current operating state of the air conditioner is displayed. The display on the display 35 is appropriately switched from, for example, an air conditioner operation panel image to a map image or the like by the navigation ECU 36.
[0029]
Further, the drawing ECU 34 determines which switch in the screen of the display 35 has been operated based on the coordinate information of the knob 11 transmitted from the control microcomputer 32, and performs various controls for each in-vehicle device based on the operation content. Request execution.
[0030]
In the drawing ECU 34, a driving pattern of the knob 11 in the knob movement mode is set in advance for each screen drawn on the display 35, and the drawing ECU 34 transmits this driving pattern to the control microcomputer 32.
[0031]
Upon receiving the command, the control microcomputer 32 outputs a command value for moving the knob 11 to the drive circuits 30 and 31 based on the drive pattern in the knob movement mode programmed in advance.
[0032]
Next, an operation procedure in the knob movement mode of the present embodiment will be described based on the flowcharts of FIGS. FIG. 4 shows an operation procedure of the control microcomputer 32 of the operation device 10 of the present embodiment.
[0033]
After initialization (step S100), the x coordinate of the knob 11 is read from the rotary encoder 17 in step S110, and the y coordinate of the knob 11 is read from the rotary encoder 21 in step S120. In step S130, the read xy coordinates are transmitted to the drawing ECU. This coordinate transmission is always performed.
[0034]
In step S140, the driving pattern of the knob 11 is received from the drawing ECU 34, and in steps S150 and S160, the moving amount and moving speed in the x direction and the moving amount and moving speed in the y direction for realizing the driving pattern are calculated. I do. Then, in step S170, a command value is output to the drive circuits 30, 31 based on the calculated movement amount and movement speed.
[0035]
On the other hand, the drawing ECU 34 operates according to the procedure shown in the flowchart of FIG.
After the initialization (step S200), in step S210, the x and y coordinates of the knob 11 transmitted from the control microcomputer 32 are received. In step S220, drawing control of the display 35 is performed based on information from each vehicle-mounted device. In step S230, it is determined whether the screen to be drawn on the display 35 has been updated to another screen. If there is no update, the process returns to step S210 to repeat the operation. If there is an update, the process proceeds to S240.
[0036]
In step S240, after the drive pattern of the knob 11 set in advance corresponding to the updated screen is transmitted to the control microcomputer 32, the process returns to step S210 to repeat the operation.
[0037]
Next, a driving pattern of the knob 11 in the knob movement mode will be described. FIG. 6 shows an example of a driving pattern. FIG. 6A shows a pattern that makes a large circular turn on the xy plane, FIG. 6B shows a pattern that reciprocates only in the x direction (or y direction), (C) is a pattern that moves on a locus of an eight-shape (∞ shape). These drive patterns are realized by setting drive signals of the DC motors 15 and 19 for rotating the drive shafts 18 and 22 in the x and y directions, respectively, as the patterns shown in FIGS. 7A to 7C. it can. In the pattern illustrated in FIG. 7, by changing the changing speed of the x and y coordinates with respect to time t, the moving speed of the knob 11 can be changed from gentle movement to quick movement.
[0038]
These drive patterns can be set as follows according to the information on the state of the vehicle-mounted device to be presented to the occupant.
[0039]
When the navigation ECU 36 or the like has a voice recognition function, the occupant instructs the occupant that the voice recognition system has responded by calling a preset device name by turning the knob 11 greatly. Alternatively, the knob 11 may be driven by a one-stroke pattern such as an eight-shape or a star (☆ shape).
[0040]
Also, when presenting the input waiting state of the in-vehicle device or presenting the response of the in-vehicle device to the operation input, it is desirable to present a turning motion or a figure-eight trajectory with a slow motion. When a warning or an error is presented, it is desirable to quickly perform a star-shaped trajectory or a left-right swing motion.
[0041]
Further, when the destination of the navigation device is set to the navigation ECU 36, the knob is moved, for example, by tilting the knob 11 in a direction in which the vehicle should turn at the next intersection, thereby improving cognition and entertainment. Can be improved. It is effective that such information presentation is performed during a vehicle stop state such as a signal waiting state or a low-speed running state at a predetermined speed (for example, 5 km / h) or less so as not to hinder the driving operation.
[0042]
As described above, according to the present embodiment, the state of the on-vehicle device displayed on the display 35 when the knob 11 which is the operation input unit to the on-vehicle device is in a non-input state, that is, while the occupant does not touch the knob 11 Since the knob 11 is moved in a driving pattern corresponding to the image indicating the state of the vehicle, the occupant can easily grasp the state of the vehicle-mounted device, and can improve the recognition of information. As described above, in the present embodiment, the information is given to the occupant by the movement of the knob 11, so that even if the occupant does not gaze at the knob 11 or the display 35 during the driving operation, for example, the occupant can see the knob within the field of view. 11 movements can be grasped accurately.
[0043]
Furthermore, since the LED 12 that is lit at least in the knob movement mode is provided at the top of the knob 11, the movement of the knob 11 can be further easily recognized by the light of the LED 12. In particular, the effect of recognizing the movement of the knob 11 when the vehicle interior is dark, such as at night, is very effective.
[0044]
In addition, since the drive pattern of the knob 11 in the knob movement mode can be set by changing the trajectory shape and the movement speed for each image drawn on the display 35, abundant information can be presented to the occupant.
[0045]
In addition, the information transmission through the tactile sensation to the occupant in the reaction force generation mode of the operation device 10 enables the occupant to transmit abundant information.
[0046]
(Other embodiments)
The following embodiment can be used as the operation device.
[0047]
FIG. 8 shows an example of an operation device having one degree of freedom. The knob 11 is provided at the tip of the lever 13. The lever 13 is provided integrally with the rotary shaft of the rotary encoder 102. A gear 101b is provided on the shaft of the rotary encoder 102. A gear 101a that rotates the gear 101b of the rotary encoder 102 is provided on a shaft of the DC motor 100. The DC motor 100 is rotationally driven by the control microcomputer 32 of the operation device so that the lever 13 has a predetermined rotation angle. Note that the LED 120 is provided at a position eccentric from the center of rotation of the top of the knob 11 to make it easier to visually recognize that the knob 11 is rotating.
[0048]
In the one-degree-of-freedom operation device in FIG. 8, in the reaction force generation mode, the DC motor 100 applies a torque that resists the operation force to the DC motor 100 in accordance with the amount of rotation of the knob 11 by the occupant (detected by the rotary encoder 102). Can be generated. For example, as shown in FIG. 9, in pattern 1, it can be set so that when the knob 11 is rotated, the operation force increases or decreases according to the rotation angle. In pattern 2, the operation amount can be set to be heavy at a position of a specific rotation angle.
[0049]
As described above, by returning a free reaction force in the rotation direction of the knob 11, the occupant can improve the recognizability of information using tactile sensation. For example, the blind operation can be performed without looking at the operation screen displayed on the display 35. Can help you do that.
[0050]
FIG. 10 shows another example of a two-degree-of-freedom operation device as in the above embodiment. As shown in FIG. 10, four square plate-like magnets 206, 207, 208, and 209 are alternately arranged on the fixed plate 205 in a cross-shaped manner in the x-direction and the y-direction by alternately changing the magnetization direction.
[0051]
On the other hand, a lever 13 is provided upright on the surface of the movable plate 14 that can move in opposition to the fixed plate 205, and a knob 11 is provided at the tip of the lever 13. Further, coils 201, 202, 203, and 204 are fixed on the back surface of the movable plate 14, and the movable plate 14 and the fixed plate 205 are arranged so that a slight constant gap is generated between each coil and the magnet.
[0052]
Each coil is configured to generate a magnetic flux perpendicular to the movable plate 14 and the fixed plate 205. Further, in the neutral position of the movable plate 14 (in a non-input state or a non-operating state), the coil 201 is between the magnets 206 and 209, the coil 202 is between the magnets 206 and 207, and the coil 203 is 208 and the coil 204 is positioned between the magnets 208 and 209.
[0053]
In the operation device configured as described above, the control microcomputer 32 determines the direction and magnitude of the current flowing through each of the coils 201 to 204, thereby moving the movable plate 14, that is, the knob 11, on the xy plane shown in FIG. In the movement mode, it is possible to freely move, and in the reaction force generation mode, it is possible to freely generate a reaction force in the xy directions.
[0054]
Also in the operation device shown in FIGS. 8 and 10 described above, in the knob movement mode, by moving the knob 11 with each degree of freedom, it is possible to easily transmit information such as the state of the onboard equipment to the occupant. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of an operation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a mechanism of a driving unit of the operation device.
FIG. 3 is a functional block diagram of the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of a control microcomputer in a knob movement mode.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation procedure of a drawing ECU in a knob movement mode.
FIGS. 6A, 6B, and 6C are diagrams each showing a knob drive pattern. FIG.
7A, 7B, and 7C are time diagrams of xy coordinates with respect to the drive pattern shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the operation device.
FIG. 9 is a diagram showing a generation pattern of a reaction force.
FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of the operation device.
[Explanation of symbols]
10 operation device, 11 knob, 12 LED, 13 lever
15, 19: DC motor, 17, 21: rotary encoder,
32: control microcomputer, 34: drawing ECU, 35: display,
36 ... Navi ECU, 37 ... Audio ECU, 38 ... Air Conditioner ECU,
39 ... ETC.

Claims (7)

車両の乗員の操作入力部(11)に対する操作に基づき車載機器(36、37、38、39)を操作する操作デバイス(10)であって、
前記操作入力部を少なくとも1自由度の運動方向に駆動する駆動部(15、19、100、201、202、203、204、206、207、208、209)と、
前記操作入力部への前記乗員による操作の非入力状態において前記駆動部を制御する制御装置(30、31、32、34)と、を備えることを特徴とする車両用操作デバイス。
An operation device (10) for operating an on-vehicle device (36, 37, 38, 39) based on an operation of an occupant of a vehicle on an operation input unit (11),
A drive unit (15, 19, 100, 201, 202, 203, 204, 206, 207, 208, 209) for driving the operation input unit in a motion direction having at least one degree of freedom;
A control device (30, 31, 32, 34) for controlling the drive unit in a state where the occupant does not input an operation to the operation input unit.
前記操作入力部と前記駆動部とは連結部材(13)により連結され、前記駆動部が前記連結部材を駆動することにより、前記操作入力部が運動することを特徴とする請求項1に記載の車両用操作デバイス。2. The operation input unit according to claim 1, wherein the operation input unit and the driving unit are connected by a connecting member, and the operation input unit moves by driving the connecting member by the driving unit. 3. Operation device for vehicles. 前記車載機器は複数の機器により構成され、
前記制御装置には、前記複数の車載機器の作動状態を前記車載機器毎に切り替えて表示する表示装置(35)が接続され、
前記制御装置は、前記表示の切り替えに同期して前記駆動部の制御を切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用操作デバイス。
The in-vehicle device is configured by a plurality of devices,
A display device (35) for switching and displaying the operation states of the plurality of in-vehicle devices for each of the in-vehicle devices is connected to the control device,
The vehicle operation device according to claim 1, wherein the control device switches control of the driving unit in synchronization with the switching of the display.
前記駆動部は、前記操作入力部を2自由度の運動方向に駆動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両用操作デバイス。The vehicle operation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the drive unit drives the operation input unit in a motion direction having two degrees of freedom. 前記操作入力部は、前記駆動部により該操作入力部が駆動されているときに発光する発光素子(12、120)を備えていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の車両用操作デバイス。The device according to claim 1, wherein the operation input unit includes a light emitting element that emits light when the operation input unit is driven by the driving unit. An operating device for a vehicle according to the above. 前記制御装置は、前記車載機器の作動状態に応じて前記操作入力部に所定パターンの運動を行わせることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両用操作デバイス。The vehicle operating device according to any one of claims 1 to 5, wherein the control device causes the operation input unit to perform a predetermined pattern of motion according to an operation state of the on-vehicle device. 前記制御装置は、前記車両が停車状態もしくは所定速度以下の低速走行状態であるとき前記操作入力部に所定パターンの運動を行わせることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両用操作デバイス。6. The control device according to claim 1, wherein the control unit causes the operation input unit to perform a predetermined pattern of motion when the vehicle is in a stopped state or in a low-speed running state at a predetermined speed or less. 7. Vehicle operation device.
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