入力装置
【課題】操作対象ごとに要求される操作特性に応じた入力操作を行うことができる入力装置を提供する。
【解決手段】マイクロコンピュータは、第１及び第２の回転角センサを通じてレバー２５の操作角度を取得し、当該操作角度に基づきレバー２５が、その時々で割り当てられる操作対象ごとに定められた操作角度だけ操作された旨判断されるとき、当該操作を有効として当該機能の選択を決定する。そしてこの選択を決定した機能を実行させる旨指令する制御信号を所定の操作対象に出力する。すなわち、マイクロコンピュータは、割り当てられる付帯機器の機能などに応じて、前記制御信号を出力するか否かの判定基準となる操作量判定閾値θｈを変更する。すなわち、制御対象となる機器あるいは機能に応じて、その選択及び調整が実行されるのに必要とされるレバー２５の中立位置からの操作量が変更される。
【解決手段】マイクロコンピュータは、第１及び第２の回転角センサを通じてレバー２５の操作角度を取得し、当該操作角度に基づきレバー２５が、その時々で割り当てられる操作対象ごとに定められた操作角度だけ操作された旨判断されるとき、当該操作を有効として当該機能の選択を決定する。そしてこの選択を決定した機能を実行させる旨指令する制御信号を所定の操作対象に出力する。すなわち、マイクロコンピュータは、割り当てられる付帯機器の機能などに応じて、前記制御信号を出力するか否かの判定基準となる操作量判定閾値θｈを変更する。すなわち、制御対象となる機器あるいは機能に応じて、その選択及び調整が実行されるのに必要とされるレバー２５の中立位置からの操作量が変更される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の電気機器に対する入力操作を単一の操作部材の操作を通じて集中的に行う入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、オーディオ装置、空調装置及びナビゲーション装置等の各種の車載機器を集中的に操作する入力装置としてジョイスティックが知られている。例えばセンターコンソールに配設される表示装置の画面上には各種の車載機器に対応する機能項目が表示される。ユーザは、ジョイスティックの操作を通じて、画面上に表示されるカーソルを所望の機能項目へ移動させて所定の決定操作を行うことにより、当該決定された機能項目に対応する車載機器の作動あるいはその機能調節、または当該機能項目に対応する下層画面の表示制御等を実行させる。すなわち、複数の車載機器についての所望の機能選択及び機能調整等を単一のジョイスティックの操作を通じて容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６７０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記従来の入力装置には、次のような問題があった。すなわち、ジョイスティックのケーシングの内部において、レバーの基端部が傾動可能に支持される支持部材の周辺には複数個の電気接点が配設されており、これら電気接点はレバーが所定方向へ所定角度だけ傾動した際に対応するものがオン動作するように設けられている。そして、オン動作した電気接点に対応して前記表示装置の画面上に表示されている機能項目の中から所望の機能項目が選択される。このように従来の入力装置では、各電気接点の取付け位置が固定されていることから、レバーの中立位置から各電気接点がオン動作するまでの操作量（操作角度又は操作距離）は一定となる。すなわち、所望の機能項目を選択等する際には、特定の電気接点がオン動作する位置までレバーを必ず操作しなければならない。
【０００５】
ここで、操作対象となる車載機器あるいは機能によっては、レバーの操作量が少ない方がよい場合もあれば、多いほうがよい場合もある。例えばオーディオ装置の音量のアップ及びダウン等の調節機能は、レバーの操作が繰り返し行われることから、必要とされるレバーの操作量が多いと煩わしい。このため、前記音量調節等を含む各種の機能調節を行う場合には、レバーの操作量は少ないことが望ましい。逆に、車両のトランクルームの開操作等のように、誤操作の回避が求められる機能については、レバーの操作量を少なくすることは好ましくない。このような場合には、ユーザに対し明確な意思をもった操作を要求する観点から、レバーの操作量は多いことが望ましい。
【０００６】
このように、操作対象となる車載機器あるいは機能ごとに要求されるレバーの操作量、正確には電気接点がオン動作するタイミングが異なるところ、前記従来のジョイスティックでは、電気接点がオン動作するタイミングが固定的であることから、前述したような操作対象ごとに要求される操作特性が十分に得られないおそれがあった。なお、各種の車載機器を集中的に操作する入力装置としては、前述したジョイスティック以外にも、例えばスライド操作を通じた入力操作が行われるスライド操作タイプのものも知られているところ、このスライド操作タイプのものについても前述したジョイスティックと同様の問題を有する。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、操作対象ごとに要求される操作特性に応じた入力操作を行うことができる入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、操作対象である複数種類の電気機器について所望の機能選択及び機能調整を単一の操作部材の操作を通じて行うべく割り当てられる電気機器が適宜切り替えられる入力装置において、前記操作部材の原位置からの操作量を電気的に検出し、当該検出される操作量が定められた操作量判定閾値に達した際に、割り当てられている電気機器について所望の機能選択及び機能調整を実行するべく当該電気機器へ電気信号を出力する制御手段を有し、当該制御手段は、割り当てられる電気機器の機能に応じて、前記電気信号を出力するか否かの判定基準となる前記操作量判定閾値を変更することをその要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、操作対象である複数種類の電気機器について所望の機能選択及び機能調整を行うに際して、これら機能に応じて操作量判定閾値が変更される。すなわち、各機能に応じて、その選択及び調整が実行されるのに必要とされる操作部材の原位置からの操作量が変更される。換言すれば、割り当てられている電気機器について所望の機能選択及び機能調整を実行するべく電気信号が出力されるタイミングが機能ごとに異なる。例えば繰り返し操作を伴うような機能は、操作性の観点から少なめの操作量とすることが望ましく、また誤操作すると危険度が高い機能は、操作者が明確な意思をもって操作しなければ動作しないようにする観点から多めの操作量とすることが望ましい。このように、操作対象である各機能の操作特性に合った操作方法（操作量）を割り当てることができる。その結果、機能毎に要求される操作特性に応じて、例えば操作性が高められる、あるいは誤操作が抑制される、といった技術的な効果が得られる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の入力装置において、前記制御手段は、検出される前記操作部材の原位置からの操作量に応じて当該操作部材に作動連結されるアクチュエータを駆動制御することにより、割り当てられている電気機器の機能ごとに異なる操作反力を前記操作部材に付与するフォースフィードバック機能を有し、前記操作部材の原位置からの操作量が前記操作量判定閾値に達した旨判定されるときには、前記操作部材の操作限界であるとしてその旨示す操作反力を前記アクチュエータの駆動制御を通じて前記操作部材に付与することをその要旨とする。
【００１１】
本発明によれば、入力装置の操作者は、割り当てられている電気機器について所望の機能選択及び機能調整が実行される位置まで操作部材が操作された旨、すなわち操作部材の操作限界である旨触覚を通じて知得することができる。このため、入力装置の操作性が高められる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の入力装置が車両のステアリングホイールに設けられてなることをその要旨とする。
本発明によるように、請求項１又は請求項２に記載される入力装置は、運転中に操作されるステアリングスイッチとして車両のステアリングホイールに設けることも可能である。この場合、入力装置には高い操作性能が要求される。前述したように、請求項１請求項２に記載の入力装置によれば、操作対象である各機能の操作特性に合った操作方法（操作量）が割り当てられることにより入力装置の操作性の向上が図られるので、ステアリングホイール等の高い操作性が要求される取付け対象への適用に好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、操作対象である各機能の特性に合った操作方法（操作量）が割り当てられることにより、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態における入力装置の配設態様を示す運転席の斜視図。
【図２】同じく入力装置の機械的な概略構成を示す斜視図。
【図３】同じく入力装置の電気的な概略構成を示すブロック図。
【図４】同じくマイクロコンピュータに格納されるマップの構成図。
【図５】同じくレバーに対する操作反力の付与パターンを示すグラフ。
【図６】（ａ）は、同じくマイクロコンピュータによる制御信号の出力制御手順を示すフローチャート、（ｂ）は、同じく反力付与用のモータの制御手順を示すフローチャート。
【図７】（ａ）は、同じくオーディオの音量調節画面を示す正面図、（ｂ）は、同じくレバーの操作範囲を示す入力装置の側面図。
【図８】同じくオーディオの音量調節時においてレバーに付与される操作反力の付与パターンを示すグラフ。
【図９】（ａ）は、同じくドア開閉機構の機能選択画面を示す正面図、（ｂ）は、同じくレバーの操作範囲を示す入力装置の側面図。
【図１０】同じくドア開閉機構の操作時においてレバーに付与される操作反力の付与パターンを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を、車両用の電子機器であるディスプレイシステムに使用される入力装置に具体化した一実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。当該ディスプレイシステムは、エアコンディショナ、オーディオ及びナビゲーションシステム等の付帯装備の操作を行うものである。
【００１６】
＜ディスプレイシステムの概要＞
まず、ディスプレイシステム１０の概要を説明する。図１に示すように、ディスプレイシステム１０は、車室内においてユーザが容易に視認可能とするべく例えばセンタクラスタに配設されるディスプレイ１１、及び車室内においてユーザによる操作を容易にするべくステアリングホイールに配設されるジョイスティック型の入力装置１２を備えてなる。また、例えば前記センタクラスタのディスプレイ１１の周辺には、エアコンディショナ、オーディオ及びナビゲーションシステム等の車両の付帯機器、並びにトランクドア及びスライドドアの開閉操作等の各種の付帯機能を選択する複数個の選択スイッチ１３が設けられている。これら選択スイッチ１３のうちいずれか一つが操作された際、ディスプレイ１１の画面１１ａには、操作された選択スイッチ１３に対応する付帯機器及び付帯機能に応じた操作状況、及び単数個もしくは複数個の機能項目等が表示される。
【００１７】
例えばエアコンディショナに対応する選択スイッチ１３が操作された場合には、その操作状況及び温度設定のための機能項目等が画面１１ａに表示される。ナビゲーションシステムに対応する選択スイッチ１３が操作された場合には、案内地図又は目的地設定等の機能項目が画面１１ａに表示される。ユーザは、画面１１ａを目視しながら入力装置１２を操作することにより、当該画面１１ａ上に表示された複数の機能項目から一つの機能項目を選択して、所望の画面に切り換えたり、車両の付帯装備及び付帯機能を作動させたりする。
【００１８】
このように、ディスプレイ１１に表示される画面１１ａは多岐にわたり、各種の画面に表示される機能項目数及びそれらの配置間隔は画面毎に異なる。また、画面１１ａに表示される各種の機能項目に割り当てられている機能に応じて、要求される操作特性が異なる。例えばオーディオ装置の音量調節等のように、繰り返し操作を伴う機能については、操作性の観点から入力装置の操作量は少ないことが求められる。また、トランクドア及びスライドドア等の各種ドアの開動作等のように、誤操作すると危険度が高い機能については、当該誤操作を抑制する観点から入力装置の操作量は多くすることが求められる。
【００１９】
こうした多種多様な画面１１ａに対する入力操作は、入力装置の設置スペースの節約及び操作性の確保等の観点から、単一の入力装置１２により共用される。そして、単一の入力装置１２を多機能に使用するため、またユーザが視覚を通じて画面１１ａを確認しなくてもある程度の操作確認を可能とするために、当該入力装置１２として、次のような構成が採用されている。すなわち、当該入力装置１２は、前述した各種の付帯機器及び付帯機能毎に異なる操作感触を生成してユーザに操作反力として付与する反力付与型の入力装置として構成されている。なお、操作反力とは、当該入力装置を構成する後述のレバー２５の操作方向と反対方向への外力をいう。
【００２０】
＜反力付与型の入力装置＞
次に、入力装置１２の構成について詳細に説明する。図２に示すように、入力装置１２は、図示しないケース内に収容される上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２を備えてなる。上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２は、それぞれ所定幅を有する帯状の板材を半円状に湾曲させることにより形成されるとともに、互いに直交するように配設されている。上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２には、それらの軸方向に延びる長孔２３，２４が形成されるとともに、これら長孔２３，２４の交差する位置には、レバー２５が挿通されている。レバー２５の先端部には、ユーザにより直接的に操作される部分である操作ノブ２６が設けられている。
【００２１】
上側可動アーム２１の両端部には２つの軸部２７ａ，２７ｂが互いに反対側へ延びるように、また下側可動アーム２２の両端部には２つの軸部２８ａ，２８ｂが互いに反対側へ延びるように設けられている。軸部２７ａ，２７ｂ及び軸部２８ａ，２８ｂはそれぞれ同軸上に配設されるとともに、これら軸部２７ａ，２７ｂ及び軸部２８ａ，２８ｂを介して上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２は前記ケースの内部において回転可能に支持されている。そして、上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２の一方の軸部２７ａ，２８ａには前記ケースの内部に固定される第１及び第２のモータ２９，３０の図示しない出力軸が、他方の軸部２７ｂ，２８ｂには第１及び第２の回転角センサ３１，３２が設けられている。この第１及び第２の回転角センサ３１，３２としては、光学式あるいは磁気式のロータリエンコーダ、またはロータリポテンショメータなどが採用可能である。
【００２２】
したがって、レバー２５の傾動に伴い、上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２は、軸部２７ａ，２７ｂ及び軸部２８ａ，２８ｂを支点として互いに直交する２方向、すなわち図１に矢印で示される第１及び第２の方向へ揺動する。レバー２５の第１及び第２の方向への操作量は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じて軸部２７ｂ，２８ｂの回転量として検出される。またこの際、レバー２５には、第１及び第２のモータ２９，３０の駆動を通じて所定の操作反力が付与される。この操作反力は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じて検出されるレバー２５の操作量に基づき、操作対象となる付帯機器及び付帯機能に応じて付与される。
【００２３】
レバー２５は、前記ケースの内部に設けられる図示しない案内部材のゲートに案内されることによりその操作パターンが規制される。図２に二点鎖線で示されるように、例えば案内部材には、第１の方向に沿って延びる第１のゲートＧ１、及びこの第１のゲートＧ１に直交する方向、すなわち第２の方向に沿う方向へ延びる３つの第２、第３、第４のゲートＧ２，Ｇ３，Ｇ４が形成される。第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４は、第１のゲートＧ１の延びる方向において等間隔に、且つ第３のゲートＧ３が第２及び第４のゲートＧ２，Ｇ４の中間に位置するように設けられる。レバー２５は、これらゲートに沿って第１及び第２の方向へ操作される。
【００２４】
なお、レバー２５が２つの長孔２３，２４のいずれに対しても中央に位置する状態を当該レバー２５の中立状態とする。そして、レバー２５がその中立位置にある場合には、当該レバー２５は第１のゲートＧ１と第３のゲートＧ３とが交わる部位に位置する。
【００２５】
＜電気的な構成＞
次に、入力装置１２の電気的な構成について説明する。図３に示すように、入力装置１２の制御回路を構成するマイクロコンピュータ４１には、前述した複数個の選択スイッチ１３、並びに第１及び第２の回転角センサ３１，３２が接続されている。また、このマイクロコンピュータ４１には、前述したディスプレイ１１、並びに第１及び第２のモータ２９，３０が接続されている。さらにこのマイクロコンピュータ４１には、エアコンディショナ、オーディオ及びナビゲーションシステム、並びに各種ドアの自動開閉装置等の付帯機器４２が接続されている。
【００２６】
各選択スイッチ１３は、自身が操作された際にはその旨示す電気信号をマイクロコンピュータ４１に出力する。第１及び第２の回転角センサ３１，３２は、軸部２７ｂ，２８ｂの回転角度を検出して、これをレバー２５の操作角度情報としてマイクロコンピュータ４１に出力する。第１及び第２のモータ２９，３０は、マイクロコンピュータ４１からの駆動制御信号に基づきレバー２５に所定の操作反力を付与するべく駆動する。ディスプレイ１１は、マイクロコンピュータ４１からの表示制御信号に基づき所定の画像を画面１１ａ上に表示する。
【００２７】
マイクロコンピュータ４１の不揮発性メモリ４３には、ディスプレイシステム１０の全体を統括的に制御するための各種の制御プログラム及びデータが格納されている。当該制御プログラムには、例えばディスプレイ１１の表示制御を行う表示制御プログラム、並びに第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御するモータ制御プログラム（反力付与プログラム）が含まれている。また、当該制御プログラムには、第１及び第２の回転角センサ３１，３２からの出力に基づきレバー２５の操作量が当該レバー操作による機能選択を決定（確定）するべく定められた操作量に達したか否かを判定する操作判定プログラムも含まれている。なお、不揮発性メモリ４３としては、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリ等が採用可能である。
【００２８】
また、前記データとしては、例えば前記操作判定プログラムを実行した際に参照されるマップデータがある。図４に示されるように、このマップＭｐは、各選択スイッチ１３に割り当てられた付帯機器と各付帯機器の機能等に応じて設定されたレバー２５の中立位置からの操作量との関係を規定するものである。レバー２５の中立位置からの操作量は、レバー２５が中立位置にあるときの回転角度θ（操作角度）を０°としたときの正負の回転角度θとして設定されている。また、このレバー２５の中立位置からの操作量は、付帯機器４２の機能等に応じて要求される前述した操作特性（操作量の多少）を満足するように設定されている。すなわち、このマップデータに規定される回転角度θ（中立位置０°を基準）は、その時々で操作対象として割り当てられる付帯機器の機能選択及び機能調節等にかかるレバー操作の確定の可否を判定する際の基準となる操作量判定閾値θｈとなる。
【００２９】
図４に示されるマップＭｐにおいて、例えばスイッチＮＯ．１の選択スイッチ１３にはオーディオ（正確には、その音量調節機能）が、スイッチＮＯ．２にはドア開閉機構が割り当てられている。そしてオーディオの音量調節機能にかかるレバー２５の操作範囲は「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」、ドア開閉機構にかかるレバー２５の操作範囲は「−θｏｐ〜＋θｏｐ」とされている。同様にして、スイッチＮＯ．３以降の選択スイッチ１３についても、各種の機能及び操作範囲が設定されている。
【００３０】
前述したように、繰り返し操作を伴う機能については、レバー２５の操作量は少ないことが求められる。このため、例えばオーディオの音量調節機能にかかるレバー２５の操作範囲「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」は、レバー２５の第１の操作方向あるいは第２の操作方向における最大操作範囲「−θｍｉｎ〜＋θｍａｘ」よりも狭くなるように設定されている。なお、本例での最大操作範囲は、前記案内部材の第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４により規制される操作範囲の最大をいう。
【００３１】
また、誤操作すると危険度が高い機能については、入力装置の操作量は多くすることが求められる。このため、例えばドア開閉機構にかかるレバー２５の操作範囲「−θｏｐ〜＋θｏｐ」は、オーディオの音量調節機能にかかるレバー２５の操作範囲「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」よりも広く、かつ最大操作範囲「−θｍｉｎ〜＋θｍａｘ」よりも狭くなるように設定されている。本例では、ドア開閉機構にかかるレバー２５の操作範囲「−θｏｐ〜＋θｏｐ」は、最大操作範囲「−θｍｉｎ〜＋θｍａｘ」と等しくなるように設定されている。なお、各操作範囲の上限値及び下限値の絶対値は等しくなる。例えば│−θｖｏｌ│＝│＋θｖｏｌ│、│−θｏｐ│＝│＋θｏｐ│、│−θｍｉｎ│＝│＋θｍａｘ│となる。各操作範囲は、いずれもレバー２５の中立位置を基準とする角度だからである。
【００３２】
さて、マイクロコンピュータ４１は、前記表示制御プログラムに従ってディスプレイ１１の表示制御を行う。例えばマイクロコンピュータ４１は、定められた車両の付帯機器の操作内容、すなわち選択可能とされる機能及び調節可能とされる機能を示す複数の機能項目等をディスプレイ１１に表示させる。そして、マイクロコンピュータ４１は、入力装置１２による操作対象を切り換えるべく選択スイッチ１３が操作された際には、ディスプレイ１１の画面１１ａを前記切り替えられた他の操作対象に対応する他の画面に切り換える。
【００３３】
また、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じてレバー２５の操作角度を取得し、当該操作角度に基づきレバー２５が、その時々で割り当てられる操作対象ごとに定められた操作角度だけ操作された旨判断されるとき、当該操作を有効として所定の機能の選択等が決定される。そしてこの選択が決定された機能項目に割り当てられている機能を実行させる旨指令する電気信号としての制御信号を所定の付帯機器４２等に出力する。
【００３４】
なお、このときマイクロコンピュータ４１は、前記表示制御プログラムに従い、ディスプレイ１１の画面１１ａ上を移動する可視又は不可視のカーソル等を通じて、レバー操作による選択が決定された機能が割り当てられた機能項目を強調して表示したり、当該機能項目に対応して設定される下層の画面を表示したりする。
【００３５】
さらに、マイクロコンピュータ４１は前記モータ制御プログラムに従って第１及び第２のモータ２９，３０の駆動制御を行う。すなわち、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２のモータ２９，３０の駆動制御を通じて、ディスプレイ１１の画面１１ａ、正確には当該画面１１ａ上の機能項目数及びそれらの配置間隔等に応じた操作反力、またはレバー２５の操作量あるいは操作方向に応じた操作反力を発生させる。マイクロコンピュータ４１は、レバー２５の第１の方向に沿った操作反力を発生させる際には第１のモータ２９を、同じく第２の方向に沿った操作反力を発生させる際には第２のモータ３０を駆動制御する。
【００３６】
具体的には、マイクロコンピュータ４１は、所定の外力付与パターンに従って所定の操作反力がレバー２５に付与されるように第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御する。また、レバー２５に付与する操作反力の大きさ及び方向は、レバー２５の操作量及び操作方向により決まる。このため、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じてレバー２５の中立位置に対する操作量及び操作方向を演算し、この演算結果に応じた大きさ及び方向の操作反力がレバー２５に付与されるように第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御する。
【００３７】
＜操作反力の付与パターン＞
次に、レバー２５に付与される操作反力のパターンについて説明する。反力付与パターンは、レバー２５の操作性を確保するために、これに加える操作反力のレバー２５の操作量に対する規則性を示すものであって、例えば図５のグラフに示されるようなものがある。当該グラフにおいて、横軸はレバー２５の第１あるいは第２の方向における操作量、すなわち回転角度θを、縦軸はレバー２５に付与される操作反力Ｆの大きさを示す。また、当該グラフにおいて、レバーの中立位置を基準とする第１又は第２の方向に沿う一方向への操作量をプラス、これと反対方向である他方向への操作量をマイナスとする。また、当該グラフにおいて、レバー２５の操作方向と反対方向への外力である操作反力はプラスの値とする。さらに、当該グラフの原点０は、図２に示されるレバー２５の中立位置、すなわちレバー２５が上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２に形成された長孔２３，２４のいずれに対しても中央となる位置に対応する。
【００３８】
さて、図５のグラフに示される反力付与パターンでは、レバー２５が中立位置にあるときには、操作反力は付与されない。すなわち、レバー２５の中立位置からの操作量がゼロのときには、操作反力Ｆもゼロとされる。そしてレバー２５が第１及び第２の方向における一方向及び当該方向と反対方向である他方向への操作量が増大するにつれて、レバー２５に付与される操作反力が徐々に大きくなる。レバー２５の操作量が、割り当てられている機能に応じて設定される操作範囲の上限値及び下限値、すなわちプラス側及びマイナス側の操作量判定閾値θｈの近似値に達した際には、当該操作反力が急激に低下され、その後レバー２５の操作量がプラス側及びマイナス側の操作量判定閾値θｈに達した際には当該操作反力が急激に増大される。これにより、節度感触（クリック感）がレバー２５を通じてユーザに付与されるとともに、それ以上のレバー操作が困難となる。したがって、ユーザは、レバー２５の操作範囲の限界を感覚的、正確には触覚を通じて把握することができる。操作の途中などにおいて、ユーザによるレバー２５への外力の印加が解除された場合には、図５のグラフに示されるように、当該操作反力が原点０に向かうにつれて徐々に小さくなる特性を有していることから、レバー２５は当該操作反力により原点位置へ自動復帰される。
【００３９】
なお、図５のグラフでは、プラス側の操作量判定閾値を「＋θｈ」で、マイナス側の操作量判定閾値を「−θｈ」として示す。また、レバー２５の第２の方向への操作時における節度感触の発生タイミングは、前述したように、割り当てられる操作対象ごとに異なる。すなわち、操作量判定閾値θｈは、割り当てられる操作対象に応じて適宜変更して設定される。これに対して、レバー２５の第１の方向への操作時には、当該レバー２５の中立位置から第２のゲートＧ２あるいは第４のゲートＧ４に達するタイミングで節度感触及びバリヤ感触が発生される。当該タイミングは固定（操作量判定閾値θｈ＝一定値）とされる。なお、レバー２５の第１の方向への操作時には節度感触及びバリヤ感触を発生させないようにしてもよい。
【００４０】
＜制御信号の出力制御手順＞
次に、マイクロコンピュータの付帯機器４２等に対する制御信号の出力制御手順を、図６（ａ）に示されるフローチャートに従って説明する。当該フローチャートは、不揮発性メモリ４３に格納された前記操作判定往路グラム等の制御プログラムに基づき実行される。
【００４１】
まずマイクロコンピュータ４１は、選択スイッチ１３からの電気信号等に基づき、ユーザにより選択された付帯機器４２あるいは付帯機能等の操作対象を判別する（ステップＳ１０１）。
【００４２】
次に、マイクロコンピュータ４１は、不揮発性メモリ４３に格納されたマップＭｐに基づき、各選択スイッチ１３に割り当てられた操作対象に応じて設定されたレバー２５の中立位置からの操作量、すなわち操作量判定閾値θｈを設定する（ステップＳ１０２）。
【００４３】
そして、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じて検出されるレバー２５の操作量、すなわち回転角度θが前記ステップＳ１０３で設定した操作量判定閾値θｈに達した旨検出したとき（ステップＳ１０３）、当該レバー操作を有効として当該操作対象である機能の選択あるいは機能の実行等を決定する（ステップＳ１０４）。
【００４４】
最後にマイクロコンピュータは、選択対象である機能を選択あるいは実行させる旨指令する電気信号としての制御信号を所定の付帯機器４２に出力する。当該付帯機器４２は、マイクロコンピュータ４１から入力される制御信号に基づき所定の動作を行う。
【００４５】
以上で、付帯機器４２等に対する制御信号の出力制御は完了となる。以後、ユーザにより選択スイッチ１３の操作などを通じて入力装置１２に割り当てられる操作対象が切り替えられるたびに、あるいはレバー２５の操作が繰り返されるたびに前記Ｓ１０１〜Ｓ１０５の処理が繰り返される。
【００４６】
＜モータ制御手順＞
前述したレバー２５の操作時には所定の操作反力が付与されることについては、既に述べた通りである。次に、このレバー２５の操作時において、これに所定の操作反力を付与するべく実行されるマイクロコンピュータによるモータ制御の手順を、図６（ｂ）に示されるフローチャートに従って説明する。当該フローチャートは、不揮発性メモリ４３に格納されたモータ制御プログラムに基づき実行される。
【００４７】
まずマイクロコンピュータ４１は、選択スイッチ１３からの電気信号等に基づき、ユーザにより選択された付帯機器４２あるいは付帯機能等の操作対象を判別する（ステップＳ２０１）。
【００４８】
次に、マイクロコンピュータ４１は、不揮発性メモリ４３に格納されたマップＭｐに基づき、各選択スイッチ１３に割り当てられた操作対象に応じて設定されたレバー２５の中立位置からの操作量、すなわち操作量判定閾値θｈを設定する（ステップＳ２０２）。
【００４９】
そして、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じて検出されるレバー２５の操作量、及び前記ステップＳ２０２で設定した操作量判定閾値θｈに基づき第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御する（ステップＳ２０３）。これにより、レバー２５には図５に示されるようなパターンで所定の操作反力が付与される。
【００５０】
以上で、操作反力の発生にかかる一連のモータ制御は完了となる。ユーザにより選択スイッチ１３の操作などを通じて入力装置１２に割り当てられる操作対象が切り替えられるたびに、あるいはレバー２５の操作が繰り返されるたびに前記Ｓ２０１〜Ｓ２０３の処理が繰り返される。
【００５１】
＜入力装置の操作態様＞
次に、前述のように構成された入力装置の操作態様について説明する。ここでは、選択スイッチ１３などの操作を通じて入力装置１２の操作対象としてオーディオの音量調節機能が選択された場合、及びドア開閉機構（オープナ）が選択された場合について例示的に説明する。
【００５２】
＜オーディオが選択された場合＞
オーディオの音調調節機能が選択された場合には、ディスプレイ１１の画面１１ａは、図７（ａ）に示される音量調節画面に切り替わる。この音量調節画面には、レバー２５の中立位置を示す図柄、及びレバー２５の操作が可能とされる操作経路として第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４を示す図柄が模式的に表示される。図７（ａ）では、レバー２５の中立位置を示す図柄として円形図形が、第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４を示す図柄として線分が採用されている。なお、便宜上、図７（ａ）においては、各図柄には入力装置１２の構成要素と同一の部材番号を付す。また、同図において、画面１１ａの左右方向はレバー２５の第１の方向に、画面の上下方向はレバー２５の第２の方向に対応する。また、当該第２の方向において、図７（ａ）における上方をプラス側、同じく下方をマイナス側とする。
【００５３】
ここで操作対象となる音量調節機能としては例えば、操作されるごとにオーディオの音量を一定量ずつ増大させる音量増大機能、及び操作されるごとにオーディオの音量を一定量ずつ減少させる音量減少機能がある。画面１１ａ上には、これら機能を示す文字列「Ｖｏｌ Ｕｐ」，「Ｖｏｌ Ｄｏｗｎ」が第３のゲートＧ３の上下２つの端部に対応して表示される。これにより、ユーザは、当該画面１１ａの表示を通じて、レバー２５を中立位置から第２の方向におけるプラス側（図７（ａ）中の上方）へ操作することにより音量を増大させることが、同じく第２の方向におけるマイナス側（（図７（ａ）中の下方）へ操作することにより音量を減少させることができる旨視覚的に認識することができる。
【００５４】
さらに、画面１１ａ上には、このときのレバー２５の操作範囲、すなわち音量増大及び音量減少にかかるレバー操作が有効とされる操作量が表示される。例えば図７（ａ）に示されるように、操作すべきレバー２５の操作量は、第３のゲートＧ３を示す線分よりも線幅の大きな線分を当該第３のゲートＧ３を示す線分に重ねて表示される。これにより、ユーザは音量を増大又は減少させるために必要とされるレバー２５の操作量を視覚的に把握することができる。画面１１ａに表示されるレバー２５の操作範囲は、音量調節機能にかかるレバー操作が有効とされる操作量を示す操作範囲「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」に対応して示されるものであって、ここでは、レバー２５の最大操作範囲となる第３のゲートＧ３の形成範囲よりも狭い範囲として表示される。
【００５５】
さて、ユーザがオーディオの音量を増大させる際には、図７（ａ），（ｂ）に示されるように、中立位置にあるレバー２５を第２の方向におけるプラス側へ操作する。これに伴い当該レバー２５には第２のモータ３０の駆動を通じて所定の操作反力が付与される。この操作反力は、図８に示されるように、レバー２５の操作量に対して比例的に増大する。そして、レバー２５の操作量が、割り当てられている機能に応じて設定される操作範囲の上限値（ここでは「＋θｖｏｌ」）の近似値に達した際には、当該操作反力が急激に低下され、その後レバー２５の操作量がプラス側の操作量判定閾値θｈ（ここでは「＋θｖｏｌ」）に達した際には当該操作反力が急激に増大される。これにより、節度感触がレバー２５を通じてユーザに付与されるとともに、それ以上のレバー操作が困難となる。したがって、ユーザは、音量調節にかかるレバー２５の操作範囲の限界を感覚的に、正確には触覚を通じて把握することができる。
【００５６】
音量調節は何度も繰り返し操作される。例えば音量を３段階だけ増大させる際には、レバー２５を３回だけ繰り返して操作する必要がある。このように、レバー操作を繰り返し行う機能については、レバー２５の操作量は少ないことが好ましい。レバー２５の操作範囲が広く設定された場合にはレバー操作が煩わしくなるからである。この点、本例では、音量調節機能にかかるレバー操作が有効とされる操作量（「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」）は、レバー２５の最大操作範囲となる第３のゲートＧ３の形成範囲よりも狭い範囲とされる。このため、レバー２５の繰り返し操作が楽である。また、当該レバー２５の操作量が、その操作限界（「−θｖｏｌ，「＋θｖｏｌ」）に達するタイミングで所定の節度感触が付与される。このため、ユーザが無駄にレバー２５を継続操作することが回避される。ひいてはレバー２５の操作性が高められる。
【００５７】
なお、ユーザがオーディオの音量を減少させる場合については、前述した音量を増大させる場合と同様であることから、その詳細な説明を省略する。
＜ドア開閉機構が選択された場合＞
ドア開閉機構（オープナ）が選択された場合には、ディスプレイ１１の画面１１ａは、図９（ａ）に示されるオープナ画面に切り替わる。このオープナ画面には、前述した音量調節画面と同様に、レバー２５の中立位置を示す図柄、及びレバー２５の操作が可能とされる操作経路として第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４を示す図柄が模式的に表示される。また、画面１１ａとレバー２５の操作方向との関係も、前述した音量調節画面におけるそれらの関係と同様である。
【００５８】
操作対象となる機能としては例えば、車両の左右のスライドドアの開閉操作機能、及びトランクドアの開閉機能がある。画面１１ａ上には、これら機能を示す文字列が第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４を示す図柄である３つの線分の上下における各端部に対応して表示される。
【００５９】
具体的には、図９（ａ）に示されるように、左側スライドドアの閉操作を示す文字列「Ｌ側スライド閉」は第２のゲートＧ２を示す線分の上端に対応して、同じく開操作を示す文字列「Ｌ側スライド開」は第２のゲートＧ２を示す線分の下端に対応して表示される。右側スライドドアの閉操作を示す文字列「Ｒ側スライド閉」は第４のゲートＧ４を示す線分の上端に対応して、同じく開操作を示す文字列「Ｒ側スライド開」は第４のゲートＧ４を示す線分の下端に対応して表示される。トランクドアの閉操作を示す文字列「トランク閉」は第３のゲートＧ３を示す線分の上端に対応して、同じく開操作を示す文字列「トランク開」は第３のゲートＧ３を示す線分の下端に対応して表示される。
【００６０】
これにより、ユーザは、当該画面１１ａの表示を通じて、左右のスライドドア及びトランクドアの開閉操作を行う際には、レバー２５をどの位置に操作すればよいのかについて、視覚を通じて容易に認識することができる。
【００６１】
さらに、画面１１ａ上には、このときのレバー２５の操作範囲、すなわち各ドアの開閉にかかるレバー操作が有効とされる操作量が表示される。例えば図９（ａ）に示されるように、操作すべきレバー２５の操作量は、第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４を示す線分よりも線幅の大きな線分を当該第３のゲートＧ３を示す線分に重ねて表示される。これにより、ユーザはスライドドア及びトランクドアを開閉せるために必要とされるレバー２５の操作量を視覚的に把握することができる。画面１１ａに表示されるレバー２５の操作範囲は、スライドドア及びトランクドアにかかるレバー操作が有効とされる操作量を示す操作範囲「−θｏｐ〜＋θｏｐ」に対応して示されるものであって、ここでは、レバー２５の最大操作範囲となる第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４の形成範囲と同じ範囲として表示される。
【００６２】
さて、ユーザがスライドドア及びトランクドアを開閉する際には、図９（ａ），（ｂ）に示されるように、レバー２５をその中立位置から第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４のいずれかの端部まで操作する。これに伴い当該レバー２５には第１及び第２のモータ２９，３０の駆動を通じて所定の操作反力が付与される。この操作反力は、図１０に示されるように、レバー２５の操作量に対して比例的に増大する。
【００６３】
そして、同図１０に示されるように、レバー２５の第２の操作方向において、当該レバー２５の操作量が、割り当てられている機能に応じて設定される操作範囲の上限値（ここでは「＋θｏｐ」）あるいは下限値（ここでは、「−θｏｐ」）の近似値に達した際には、当該操作反力が急激に低下され、その後レバー２５の操作量が操作量判定閾値θｈ（ここでは「＋θｏｐ」あるいは「−θｏｐ」）に達した際には当該操作反力が急激に増大される。これにより、節度感触がレバー２５を通じてユーザに付与されるとともに、それ以上のレバー操作が困難となる。したがって、ユーザは、スライドドア及びトランクドアの開閉にかかるレバー２５の操作範囲の限界を感覚的に、正確には触覚を通じて把握することができる。
【００６４】
スライドドア及びトランクドアの開閉操作は、これが誤操作されると危険である。そしてこうした誤操作による危険度が高い機能については、入力装置１２の操作量は多くすることが求められることについては前述した通りである。この点、本例では、スライドドア及びトランクドアにかかるレバー操作が有効とされる操作量（「−θｖｏｐ〜＋θｖｏｐ」）は、レバー２５の最大操作範囲となる第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４の形成範囲と同じ範囲とされる。レバー２５の操作ストロークが十分に確保されることから、スライドドア及びトランクドアの開閉に関し誤操作が抑制される。また、当該レバー２５の第２の操作方向における操作量が、その操作限界（「−θｏｐ，「＋θｏｐ」）に達するタイミングで所定の節度感触が付与される。このため、レバー２５の操作性が高められる。
【００６５】
＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じてレバー２５の操作角度を取得し、当該操作角度に基づきレバー２５がその時々で割り当てられる付帯機器４２ごとに定められた操作角度だけ操作された旨判断されるとき、当該操作を有効として当該機能の選択を決定する。そしてマイクロコンピュータ４１は、選択を決定した機能を実行させる旨指令する制御信号を所定の付帯機器４２に出力する。すなわち、マイクロコンピュータ４１は、割り当てられる付帯機器４２の機能に応じて、前記制御信号を出力するか否かの判定基準となる前記操作量判定閾値θｈを変更する。
【００６６】
この構成によれば、操作対象である複数種類の付帯機器４２について所望の機能選択及び機能調整を行うに際して、これら機能に応じて操作量判定閾値θｈが変更される。すなわち、各機能に応じて、その選択及び調整が実行されるのに必要とされるレバー２５の中立位置からの操作量が変更される。換言すれば、割り当てられている付帯機器４２について所望の機能選択及び機能調整を実行するべく前記制御信号が出力されるタイミングが機能ごとに異なる。例えば繰り返し操作を伴うような機能は、必要とされる操作量を減少させることにより楽に操作することができる。また、誤操作等のおそれが高い機能は、必要とされる操作量を増大させることにより、ユーザが明確な意思をもって操作しなければ動作しないように設定することができる。このように、操作対象である各機能の操作特性に合った操作方法（操作量）を割り当てることができる。その結果、機能毎に要求される操作特性に対応して、例えばレバー２５の操作性が高められる、あるいは誤操作が抑制される、といった効果が得られる。
【００６７】
（２）また、マイクロコンピュータ４１は、検出されるレバー２５の中立位置からの操作量に応じて当該レバー２５に作動連結されるアクチュエータとして第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御することにより、割り当てられている付帯機器４２の機能ごとに異なる操作反力を前記レバー２５に付与するフォースフィードバック機能を有してなる。そして、マイクロコンピュータ４１は、レバー２５の中立位置からの操作量が操作量判定閾値θｈに達した旨判定されるときには、レバー２５の操作限界であるとしてその旨示す操作反力を第１及び第２のモータ２９，３０の駆動制御を通じてレバー２５に付与する。
【００６８】
この構成によれば、レバー２５の操作時において、適度な操作反力が付与されることによりレバー２５の操作性が確保される。また、ユーザは、割り当てられている付帯機器４２について所望の機能選択及び機能調整が実行される位置までレバー２５が操作された旨、すなわちレバー２５の操作限界である旨触覚を通じて知得することができる。本例では、ユーザは、レバー２５を介して付与される節度感触によりレバー２５の操作限界を容易に知得することができる。このため、入力装置１２の操作性が高められる。
【００６９】
（３）入力装置１２は、運転中に操作されるステアリングスイッチとして車両のステアリングホイールに設けられてなる。この場合、入力装置１２には高い操作性能が要求される。前述したように、本例の入力装置１２によれば、操作対象である各機能の操作特性に合った操作方法（操作量）が割り当てられるとともに、この割り当てられる操作量に応じて操作反力がレバー２５に付与されることにより、入力装置１２の操作性が高められるので、ステアリングホイール等の高い操作性が要求される取付け対象への適用に好適である。
【００７０】
＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・本実施の形態では、レバー２５を備えてなるジョイスティック型の入力装置に本発明を具体化したが、図示しない操作ノブのスライド操作を通じて所定の入力がなされるスライドスイッチ、あるいは図示しない操作ノブの回転操作を通じて所定の入力がなされるロータリスイッチ等として具体化することも可能である。なお、この場合には、採用する入力装置の操作タイプに応じて、操作反力の発生パターンを適宜変更することも可能である。例えば、マイクロコンピュータは、そのメモリに記憶されている複数種類の外力付与パターンの中から、画面上の機能項目の数、配置間隔、あるいは大きさ等に適したパターンを選択し、この選択した外力付与パターンに従って所定の外力がスライド操作ノブ、あるいはロータリノブ等に付与されるようにモータ等の電動アクチュエータを駆動制御する。
【００７１】
・図５に示される反力付与パターンは例示であって、レバー等に付与する外力の発生間隔、外力の大きさ、外力を付与する方向等は、適宜変更可能である。例えば、前記実施の形態において、レバー２５に対して、その操作方向と反対方向への外力（操作反力）のみならず、操作方向と同じ方向への外力（操作推進力）を付与するようにしてもよい。レバー２５等を大きく変位させる必要がある場合等には、当該レバー２５等に対して推進力を付与することにより、ユーザは少ない力でレバー２５等を大きく変位させることができる。
【００７２】
・本実施の形態では、選択スイッチ１３の操作を通じて入力装置１２による操作対象として割り当てられる付帯機器４２あるいは各種の機能を切り替えるようにしたが、次のようにしてもよい。すなわち、選択スイッチ１３を省略するとともに、これら選択スイッチに割り当てられていた機能項目をディスプレイ１１の画面上に機能項目として表示する。そしてこれら機能項目のうちいずれか一を入力装置１２の操作を通じて選択することにより、入力装置１２の操作対象を切り替えるようにしてもよい。
【００７３】
・本実施の形態では、レバー２５は、互いに直交する２方向（第１及び第２の操作方向）へ操作可能としたが、いずれか一方向へのみ操作可能としてもよい。
・本実施の形態では、第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４が形成された図示しない案内部材を通じて、レバー２５の操作経路を規定するようにしたが、当該案内部材は省略可能である。
【００７４】
・操作対象となる付帯機器４２あるいは機能の使用頻度及び重要度などに応じてレバー２５の操作範囲（レバー操作が有効である旨判定されるタイミング）を変更するようにしてもよい。例えば、使用頻度の多い機能及び重要度の高い機能については操作範囲を狭く設定し、使用頻度の少ない機能及び重要度の低い機能については操作範囲を広く設定する。この場合にも、レバー２５の操作範囲（操作量判定閾値θｈ）は、割り当てられる機能の使用頻度あるいは重要度に応じてマップとして不揮発性メモリ４３に予め格納される。
【００７５】
・本実施の形態では、第１及び第２のモータ２９，３０を通じてレバー２５に所定の操作反力を付与するようにしたが、当該操作反力の付与機能を省略してもよい。この場合、レバー２５の操作性を確保する観点から、例えば軸部２７ａ，２７ｂ及び軸部２８ａ，２８ｂ等に捻りコイルばね等の機械的な復帰機構を設けることが望ましい。このようにすれば、ユーザによりレバー２５に印加される外力（操作力）が解除された際には、当該レバー２５は、捻りコイルバネ等の弾性力により、中立位置に自動復帰する。
【００７６】
・本実施の形態では、ステアリングホイールに単数個の入力装置１２を設けた場合について説明したが、複数個の入力装置を設けてもよい。また、車室内において、例えば前記センターコンソール等のステアリングホイール以外の部位に単数個又は複数個の入力装置１２を設けてもよい。さらに、入力装置１２の搭載対象あるいは操作対象は、車両あるいはその搭載機器に限らない。
【００７７】
・本実施の形態の入力装置１２は、ステアリングホイールと転舵輪との機械的な連結構造が排除されたステアバイワイヤシステム、あるいはシフトレバーと変速機との機械的な連結構造が排除されたシフトバイワイヤシステム等の各種バイワイヤシステムの入力装置としても適用可能である。
【００７８】
＜他の技術的思想＞
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の入力装置において、前記操作部材は、互いに直交する２方向へ変位可能とされたレバーである入力装置。このような二次元入力装置として構成することもできる。
【００７９】
・請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の入力装置において、前記制御手段の記憶手段には、割り当てられる複数種類の電気機器あるいはそれらの機能と、これらに対応して予め定められた操作量判定閾値とが関連付けられたマップデータを格納し、前記制御手段は前記マップデータに基づき、前記操作量判定閾値を設定する入力装置。このように、マップデータに基づき操作量判定閾値を容易に変更して設定することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１２…入力装置、２５…レバー（操作部材）、２９，３０…モータ（アクチュエータ）、４１…マイクロコンピュータ（制御手段）、４２…付帯機器（電気機器）、Ｍｐ…マップ、θｈ…操作量判定閾値。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の電気機器に対する入力操作を単一の操作部材の操作を通じて集中的に行う入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、オーディオ装置、空調装置及びナビゲーション装置等の各種の車載機器を集中的に操作する入力装置としてジョイスティックが知られている。例えばセンターコンソールに配設される表示装置の画面上には各種の車載機器に対応する機能項目が表示される。ユーザは、ジョイスティックの操作を通じて、画面上に表示されるカーソルを所望の機能項目へ移動させて所定の決定操作を行うことにより、当該決定された機能項目に対応する車載機器の作動あるいはその機能調節、または当該機能項目に対応する下層画面の表示制御等を実行させる。すなわち、複数の車載機器についての所望の機能選択及び機能調整等を単一のジョイスティックの操作を通じて容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６７０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記従来の入力装置には、次のような問題があった。すなわち、ジョイスティックのケーシングの内部において、レバーの基端部が傾動可能に支持される支持部材の周辺には複数個の電気接点が配設されており、これら電気接点はレバーが所定方向へ所定角度だけ傾動した際に対応するものがオン動作するように設けられている。そして、オン動作した電気接点に対応して前記表示装置の画面上に表示されている機能項目の中から所望の機能項目が選択される。このように従来の入力装置では、各電気接点の取付け位置が固定されていることから、レバーの中立位置から各電気接点がオン動作するまでの操作量（操作角度又は操作距離）は一定となる。すなわち、所望の機能項目を選択等する際には、特定の電気接点がオン動作する位置までレバーを必ず操作しなければならない。
【０００５】
ここで、操作対象となる車載機器あるいは機能によっては、レバーの操作量が少ない方がよい場合もあれば、多いほうがよい場合もある。例えばオーディオ装置の音量のアップ及びダウン等の調節機能は、レバーの操作が繰り返し行われることから、必要とされるレバーの操作量が多いと煩わしい。このため、前記音量調節等を含む各種の機能調節を行う場合には、レバーの操作量は少ないことが望ましい。逆に、車両のトランクルームの開操作等のように、誤操作の回避が求められる機能については、レバーの操作量を少なくすることは好ましくない。このような場合には、ユーザに対し明確な意思をもった操作を要求する観点から、レバーの操作量は多いことが望ましい。
【０００６】
このように、操作対象となる車載機器あるいは機能ごとに要求されるレバーの操作量、正確には電気接点がオン動作するタイミングが異なるところ、前記従来のジョイスティックでは、電気接点がオン動作するタイミングが固定的であることから、前述したような操作対象ごとに要求される操作特性が十分に得られないおそれがあった。なお、各種の車載機器を集中的に操作する入力装置としては、前述したジョイスティック以外にも、例えばスライド操作を通じた入力操作が行われるスライド操作タイプのものも知られているところ、このスライド操作タイプのものについても前述したジョイスティックと同様の問題を有する。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、操作対象ごとに要求される操作特性に応じた入力操作を行うことができる入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、操作対象である複数種類の電気機器について所望の機能選択及び機能調整を単一の操作部材の操作を通じて行うべく割り当てられる電気機器が適宜切り替えられる入力装置において、前記操作部材の原位置からの操作量を電気的に検出し、当該検出される操作量が定められた操作量判定閾値に達した際に、割り当てられている電気機器について所望の機能選択及び機能調整を実行するべく当該電気機器へ電気信号を出力する制御手段を有し、当該制御手段は、割り当てられる電気機器の機能に応じて、前記電気信号を出力するか否かの判定基準となる前記操作量判定閾値を変更することをその要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、操作対象である複数種類の電気機器について所望の機能選択及び機能調整を行うに際して、これら機能に応じて操作量判定閾値が変更される。すなわち、各機能に応じて、その選択及び調整が実行されるのに必要とされる操作部材の原位置からの操作量が変更される。換言すれば、割り当てられている電気機器について所望の機能選択及び機能調整を実行するべく電気信号が出力されるタイミングが機能ごとに異なる。例えば繰り返し操作を伴うような機能は、操作性の観点から少なめの操作量とすることが望ましく、また誤操作すると危険度が高い機能は、操作者が明確な意思をもって操作しなければ動作しないようにする観点から多めの操作量とすることが望ましい。このように、操作対象である各機能の操作特性に合った操作方法（操作量）を割り当てることができる。その結果、機能毎に要求される操作特性に応じて、例えば操作性が高められる、あるいは誤操作が抑制される、といった技術的な効果が得られる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の入力装置において、前記制御手段は、検出される前記操作部材の原位置からの操作量に応じて当該操作部材に作動連結されるアクチュエータを駆動制御することにより、割り当てられている電気機器の機能ごとに異なる操作反力を前記操作部材に付与するフォースフィードバック機能を有し、前記操作部材の原位置からの操作量が前記操作量判定閾値に達した旨判定されるときには、前記操作部材の操作限界であるとしてその旨示す操作反力を前記アクチュエータの駆動制御を通じて前記操作部材に付与することをその要旨とする。
【００１１】
本発明によれば、入力装置の操作者は、割り当てられている電気機器について所望の機能選択及び機能調整が実行される位置まで操作部材が操作された旨、すなわち操作部材の操作限界である旨触覚を通じて知得することができる。このため、入力装置の操作性が高められる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の入力装置が車両のステアリングホイールに設けられてなることをその要旨とする。
本発明によるように、請求項１又は請求項２に記載される入力装置は、運転中に操作されるステアリングスイッチとして車両のステアリングホイールに設けることも可能である。この場合、入力装置には高い操作性能が要求される。前述したように、請求項１請求項２に記載の入力装置によれば、操作対象である各機能の操作特性に合った操作方法（操作量）が割り当てられることにより入力装置の操作性の向上が図られるので、ステアリングホイール等の高い操作性が要求される取付け対象への適用に好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、操作対象である各機能の特性に合った操作方法（操作量）が割り当てられることにより、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態における入力装置の配設態様を示す運転席の斜視図。
【図２】同じく入力装置の機械的な概略構成を示す斜視図。
【図３】同じく入力装置の電気的な概略構成を示すブロック図。
【図４】同じくマイクロコンピュータに格納されるマップの構成図。
【図５】同じくレバーに対する操作反力の付与パターンを示すグラフ。
【図６】（ａ）は、同じくマイクロコンピュータによる制御信号の出力制御手順を示すフローチャート、（ｂ）は、同じく反力付与用のモータの制御手順を示すフローチャート。
【図７】（ａ）は、同じくオーディオの音量調節画面を示す正面図、（ｂ）は、同じくレバーの操作範囲を示す入力装置の側面図。
【図８】同じくオーディオの音量調節時においてレバーに付与される操作反力の付与パターンを示すグラフ。
【図９】（ａ）は、同じくドア開閉機構の機能選択画面を示す正面図、（ｂ）は、同じくレバーの操作範囲を示す入力装置の側面図。
【図１０】同じくドア開閉機構の操作時においてレバーに付与される操作反力の付与パターンを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を、車両用の電子機器であるディスプレイシステムに使用される入力装置に具体化した一実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。当該ディスプレイシステムは、エアコンディショナ、オーディオ及びナビゲーションシステム等の付帯装備の操作を行うものである。
【００１６】
＜ディスプレイシステムの概要＞
まず、ディスプレイシステム１０の概要を説明する。図１に示すように、ディスプレイシステム１０は、車室内においてユーザが容易に視認可能とするべく例えばセンタクラスタに配設されるディスプレイ１１、及び車室内においてユーザによる操作を容易にするべくステアリングホイールに配設されるジョイスティック型の入力装置１２を備えてなる。また、例えば前記センタクラスタのディスプレイ１１の周辺には、エアコンディショナ、オーディオ及びナビゲーションシステム等の車両の付帯機器、並びにトランクドア及びスライドドアの開閉操作等の各種の付帯機能を選択する複数個の選択スイッチ１３が設けられている。これら選択スイッチ１３のうちいずれか一つが操作された際、ディスプレイ１１の画面１１ａには、操作された選択スイッチ１３に対応する付帯機器及び付帯機能に応じた操作状況、及び単数個もしくは複数個の機能項目等が表示される。
【００１７】
例えばエアコンディショナに対応する選択スイッチ１３が操作された場合には、その操作状況及び温度設定のための機能項目等が画面１１ａに表示される。ナビゲーションシステムに対応する選択スイッチ１３が操作された場合には、案内地図又は目的地設定等の機能項目が画面１１ａに表示される。ユーザは、画面１１ａを目視しながら入力装置１２を操作することにより、当該画面１１ａ上に表示された複数の機能項目から一つの機能項目を選択して、所望の画面に切り換えたり、車両の付帯装備及び付帯機能を作動させたりする。
【００１８】
このように、ディスプレイ１１に表示される画面１１ａは多岐にわたり、各種の画面に表示される機能項目数及びそれらの配置間隔は画面毎に異なる。また、画面１１ａに表示される各種の機能項目に割り当てられている機能に応じて、要求される操作特性が異なる。例えばオーディオ装置の音量調節等のように、繰り返し操作を伴う機能については、操作性の観点から入力装置の操作量は少ないことが求められる。また、トランクドア及びスライドドア等の各種ドアの開動作等のように、誤操作すると危険度が高い機能については、当該誤操作を抑制する観点から入力装置の操作量は多くすることが求められる。
【００１９】
こうした多種多様な画面１１ａに対する入力操作は、入力装置の設置スペースの節約及び操作性の確保等の観点から、単一の入力装置１２により共用される。そして、単一の入力装置１２を多機能に使用するため、またユーザが視覚を通じて画面１１ａを確認しなくてもある程度の操作確認を可能とするために、当該入力装置１２として、次のような構成が採用されている。すなわち、当該入力装置１２は、前述した各種の付帯機器及び付帯機能毎に異なる操作感触を生成してユーザに操作反力として付与する反力付与型の入力装置として構成されている。なお、操作反力とは、当該入力装置を構成する後述のレバー２５の操作方向と反対方向への外力をいう。
【００２０】
＜反力付与型の入力装置＞
次に、入力装置１２の構成について詳細に説明する。図２に示すように、入力装置１２は、図示しないケース内に収容される上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２を備えてなる。上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２は、それぞれ所定幅を有する帯状の板材を半円状に湾曲させることにより形成されるとともに、互いに直交するように配設されている。上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２には、それらの軸方向に延びる長孔２３，２４が形成されるとともに、これら長孔２３，２４の交差する位置には、レバー２５が挿通されている。レバー２５の先端部には、ユーザにより直接的に操作される部分である操作ノブ２６が設けられている。
【００２１】
上側可動アーム２１の両端部には２つの軸部２７ａ，２７ｂが互いに反対側へ延びるように、また下側可動アーム２２の両端部には２つの軸部２８ａ，２８ｂが互いに反対側へ延びるように設けられている。軸部２７ａ，２７ｂ及び軸部２８ａ，２８ｂはそれぞれ同軸上に配設されるとともに、これら軸部２７ａ，２７ｂ及び軸部２８ａ，２８ｂを介して上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２は前記ケースの内部において回転可能に支持されている。そして、上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２の一方の軸部２７ａ，２８ａには前記ケースの内部に固定される第１及び第２のモータ２９，３０の図示しない出力軸が、他方の軸部２７ｂ，２８ｂには第１及び第２の回転角センサ３１，３２が設けられている。この第１及び第２の回転角センサ３１，３２としては、光学式あるいは磁気式のロータリエンコーダ、またはロータリポテンショメータなどが採用可能である。
【００２２】
したがって、レバー２５の傾動に伴い、上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２は、軸部２７ａ，２７ｂ及び軸部２８ａ，２８ｂを支点として互いに直交する２方向、すなわち図１に矢印で示される第１及び第２の方向へ揺動する。レバー２５の第１及び第２の方向への操作量は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じて軸部２７ｂ，２８ｂの回転量として検出される。またこの際、レバー２５には、第１及び第２のモータ２９，３０の駆動を通じて所定の操作反力が付与される。この操作反力は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じて検出されるレバー２５の操作量に基づき、操作対象となる付帯機器及び付帯機能に応じて付与される。
【００２３】
レバー２５は、前記ケースの内部に設けられる図示しない案内部材のゲートに案内されることによりその操作パターンが規制される。図２に二点鎖線で示されるように、例えば案内部材には、第１の方向に沿って延びる第１のゲートＧ１、及びこの第１のゲートＧ１に直交する方向、すなわち第２の方向に沿う方向へ延びる３つの第２、第３、第４のゲートＧ２，Ｇ３，Ｇ４が形成される。第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４は、第１のゲートＧ１の延びる方向において等間隔に、且つ第３のゲートＧ３が第２及び第４のゲートＧ２，Ｇ４の中間に位置するように設けられる。レバー２５は、これらゲートに沿って第１及び第２の方向へ操作される。
【００２４】
なお、レバー２５が２つの長孔２３，２４のいずれに対しても中央に位置する状態を当該レバー２５の中立状態とする。そして、レバー２５がその中立位置にある場合には、当該レバー２５は第１のゲートＧ１と第３のゲートＧ３とが交わる部位に位置する。
【００２５】
＜電気的な構成＞
次に、入力装置１２の電気的な構成について説明する。図３に示すように、入力装置１２の制御回路を構成するマイクロコンピュータ４１には、前述した複数個の選択スイッチ１３、並びに第１及び第２の回転角センサ３１，３２が接続されている。また、このマイクロコンピュータ４１には、前述したディスプレイ１１、並びに第１及び第２のモータ２９，３０が接続されている。さらにこのマイクロコンピュータ４１には、エアコンディショナ、オーディオ及びナビゲーションシステム、並びに各種ドアの自動開閉装置等の付帯機器４２が接続されている。
【００２６】
各選択スイッチ１３は、自身が操作された際にはその旨示す電気信号をマイクロコンピュータ４１に出力する。第１及び第２の回転角センサ３１，３２は、軸部２７ｂ，２８ｂの回転角度を検出して、これをレバー２５の操作角度情報としてマイクロコンピュータ４１に出力する。第１及び第２のモータ２９，３０は、マイクロコンピュータ４１からの駆動制御信号に基づきレバー２５に所定の操作反力を付与するべく駆動する。ディスプレイ１１は、マイクロコンピュータ４１からの表示制御信号に基づき所定の画像を画面１１ａ上に表示する。
【００２７】
マイクロコンピュータ４１の不揮発性メモリ４３には、ディスプレイシステム１０の全体を統括的に制御するための各種の制御プログラム及びデータが格納されている。当該制御プログラムには、例えばディスプレイ１１の表示制御を行う表示制御プログラム、並びに第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御するモータ制御プログラム（反力付与プログラム）が含まれている。また、当該制御プログラムには、第１及び第２の回転角センサ３１，３２からの出力に基づきレバー２５の操作量が当該レバー操作による機能選択を決定（確定）するべく定められた操作量に達したか否かを判定する操作判定プログラムも含まれている。なお、不揮発性メモリ４３としては、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリ等が採用可能である。
【００２８】
また、前記データとしては、例えば前記操作判定プログラムを実行した際に参照されるマップデータがある。図４に示されるように、このマップＭｐは、各選択スイッチ１３に割り当てられた付帯機器と各付帯機器の機能等に応じて設定されたレバー２５の中立位置からの操作量との関係を規定するものである。レバー２５の中立位置からの操作量は、レバー２５が中立位置にあるときの回転角度θ（操作角度）を０°としたときの正負の回転角度θとして設定されている。また、このレバー２５の中立位置からの操作量は、付帯機器４２の機能等に応じて要求される前述した操作特性（操作量の多少）を満足するように設定されている。すなわち、このマップデータに規定される回転角度θ（中立位置０°を基準）は、その時々で操作対象として割り当てられる付帯機器の機能選択及び機能調節等にかかるレバー操作の確定の可否を判定する際の基準となる操作量判定閾値θｈとなる。
【００２９】
図４に示されるマップＭｐにおいて、例えばスイッチＮＯ．１の選択スイッチ１３にはオーディオ（正確には、その音量調節機能）が、スイッチＮＯ．２にはドア開閉機構が割り当てられている。そしてオーディオの音量調節機能にかかるレバー２５の操作範囲は「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」、ドア開閉機構にかかるレバー２５の操作範囲は「−θｏｐ〜＋θｏｐ」とされている。同様にして、スイッチＮＯ．３以降の選択スイッチ１３についても、各種の機能及び操作範囲が設定されている。
【００３０】
前述したように、繰り返し操作を伴う機能については、レバー２５の操作量は少ないことが求められる。このため、例えばオーディオの音量調節機能にかかるレバー２５の操作範囲「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」は、レバー２５の第１の操作方向あるいは第２の操作方向における最大操作範囲「−θｍｉｎ〜＋θｍａｘ」よりも狭くなるように設定されている。なお、本例での最大操作範囲は、前記案内部材の第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４により規制される操作範囲の最大をいう。
【００３１】
また、誤操作すると危険度が高い機能については、入力装置の操作量は多くすることが求められる。このため、例えばドア開閉機構にかかるレバー２５の操作範囲「−θｏｐ〜＋θｏｐ」は、オーディオの音量調節機能にかかるレバー２５の操作範囲「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」よりも広く、かつ最大操作範囲「−θｍｉｎ〜＋θｍａｘ」よりも狭くなるように設定されている。本例では、ドア開閉機構にかかるレバー２５の操作範囲「−θｏｐ〜＋θｏｐ」は、最大操作範囲「−θｍｉｎ〜＋θｍａｘ」と等しくなるように設定されている。なお、各操作範囲の上限値及び下限値の絶対値は等しくなる。例えば│−θｖｏｌ│＝│＋θｖｏｌ│、│−θｏｐ│＝│＋θｏｐ│、│−θｍｉｎ│＝│＋θｍａｘ│となる。各操作範囲は、いずれもレバー２５の中立位置を基準とする角度だからである。
【００３２】
さて、マイクロコンピュータ４１は、前記表示制御プログラムに従ってディスプレイ１１の表示制御を行う。例えばマイクロコンピュータ４１は、定められた車両の付帯機器の操作内容、すなわち選択可能とされる機能及び調節可能とされる機能を示す複数の機能項目等をディスプレイ１１に表示させる。そして、マイクロコンピュータ４１は、入力装置１２による操作対象を切り換えるべく選択スイッチ１３が操作された際には、ディスプレイ１１の画面１１ａを前記切り替えられた他の操作対象に対応する他の画面に切り換える。
【００３３】
また、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じてレバー２５の操作角度を取得し、当該操作角度に基づきレバー２５が、その時々で割り当てられる操作対象ごとに定められた操作角度だけ操作された旨判断されるとき、当該操作を有効として所定の機能の選択等が決定される。そしてこの選択が決定された機能項目に割り当てられている機能を実行させる旨指令する電気信号としての制御信号を所定の付帯機器４２等に出力する。
【００３４】
なお、このときマイクロコンピュータ４１は、前記表示制御プログラムに従い、ディスプレイ１１の画面１１ａ上を移動する可視又は不可視のカーソル等を通じて、レバー操作による選択が決定された機能が割り当てられた機能項目を強調して表示したり、当該機能項目に対応して設定される下層の画面を表示したりする。
【００３５】
さらに、マイクロコンピュータ４１は前記モータ制御プログラムに従って第１及び第２のモータ２９，３０の駆動制御を行う。すなわち、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２のモータ２９，３０の駆動制御を通じて、ディスプレイ１１の画面１１ａ、正確には当該画面１１ａ上の機能項目数及びそれらの配置間隔等に応じた操作反力、またはレバー２５の操作量あるいは操作方向に応じた操作反力を発生させる。マイクロコンピュータ４１は、レバー２５の第１の方向に沿った操作反力を発生させる際には第１のモータ２９を、同じく第２の方向に沿った操作反力を発生させる際には第２のモータ３０を駆動制御する。
【００３６】
具体的には、マイクロコンピュータ４１は、所定の外力付与パターンに従って所定の操作反力がレバー２５に付与されるように第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御する。また、レバー２５に付与する操作反力の大きさ及び方向は、レバー２５の操作量及び操作方向により決まる。このため、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じてレバー２５の中立位置に対する操作量及び操作方向を演算し、この演算結果に応じた大きさ及び方向の操作反力がレバー２５に付与されるように第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御する。
【００３７】
＜操作反力の付与パターン＞
次に、レバー２５に付与される操作反力のパターンについて説明する。反力付与パターンは、レバー２５の操作性を確保するために、これに加える操作反力のレバー２５の操作量に対する規則性を示すものであって、例えば図５のグラフに示されるようなものがある。当該グラフにおいて、横軸はレバー２５の第１あるいは第２の方向における操作量、すなわち回転角度θを、縦軸はレバー２５に付与される操作反力Ｆの大きさを示す。また、当該グラフにおいて、レバーの中立位置を基準とする第１又は第２の方向に沿う一方向への操作量をプラス、これと反対方向である他方向への操作量をマイナスとする。また、当該グラフにおいて、レバー２５の操作方向と反対方向への外力である操作反力はプラスの値とする。さらに、当該グラフの原点０は、図２に示されるレバー２５の中立位置、すなわちレバー２５が上側可動アーム２１及び下側可動アーム２２に形成された長孔２３，２４のいずれに対しても中央となる位置に対応する。
【００３８】
さて、図５のグラフに示される反力付与パターンでは、レバー２５が中立位置にあるときには、操作反力は付与されない。すなわち、レバー２５の中立位置からの操作量がゼロのときには、操作反力Ｆもゼロとされる。そしてレバー２５が第１及び第２の方向における一方向及び当該方向と反対方向である他方向への操作量が増大するにつれて、レバー２５に付与される操作反力が徐々に大きくなる。レバー２５の操作量が、割り当てられている機能に応じて設定される操作範囲の上限値及び下限値、すなわちプラス側及びマイナス側の操作量判定閾値θｈの近似値に達した際には、当該操作反力が急激に低下され、その後レバー２５の操作量がプラス側及びマイナス側の操作量判定閾値θｈに達した際には当該操作反力が急激に増大される。これにより、節度感触（クリック感）がレバー２５を通じてユーザに付与されるとともに、それ以上のレバー操作が困難となる。したがって、ユーザは、レバー２５の操作範囲の限界を感覚的、正確には触覚を通じて把握することができる。操作の途中などにおいて、ユーザによるレバー２５への外力の印加が解除された場合には、図５のグラフに示されるように、当該操作反力が原点０に向かうにつれて徐々に小さくなる特性を有していることから、レバー２５は当該操作反力により原点位置へ自動復帰される。
【００３９】
なお、図５のグラフでは、プラス側の操作量判定閾値を「＋θｈ」で、マイナス側の操作量判定閾値を「−θｈ」として示す。また、レバー２５の第２の方向への操作時における節度感触の発生タイミングは、前述したように、割り当てられる操作対象ごとに異なる。すなわち、操作量判定閾値θｈは、割り当てられる操作対象に応じて適宜変更して設定される。これに対して、レバー２５の第１の方向への操作時には、当該レバー２５の中立位置から第２のゲートＧ２あるいは第４のゲートＧ４に達するタイミングで節度感触及びバリヤ感触が発生される。当該タイミングは固定（操作量判定閾値θｈ＝一定値）とされる。なお、レバー２５の第１の方向への操作時には節度感触及びバリヤ感触を発生させないようにしてもよい。
【００４０】
＜制御信号の出力制御手順＞
次に、マイクロコンピュータの付帯機器４２等に対する制御信号の出力制御手順を、図６（ａ）に示されるフローチャートに従って説明する。当該フローチャートは、不揮発性メモリ４３に格納された前記操作判定往路グラム等の制御プログラムに基づき実行される。
【００４１】
まずマイクロコンピュータ４１は、選択スイッチ１３からの電気信号等に基づき、ユーザにより選択された付帯機器４２あるいは付帯機能等の操作対象を判別する（ステップＳ１０１）。
【００４２】
次に、マイクロコンピュータ４１は、不揮発性メモリ４３に格納されたマップＭｐに基づき、各選択スイッチ１３に割り当てられた操作対象に応じて設定されたレバー２５の中立位置からの操作量、すなわち操作量判定閾値θｈを設定する（ステップＳ１０２）。
【００４３】
そして、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じて検出されるレバー２５の操作量、すなわち回転角度θが前記ステップＳ１０３で設定した操作量判定閾値θｈに達した旨検出したとき（ステップＳ１０３）、当該レバー操作を有効として当該操作対象である機能の選択あるいは機能の実行等を決定する（ステップＳ１０４）。
【００４４】
最後にマイクロコンピュータは、選択対象である機能を選択あるいは実行させる旨指令する電気信号としての制御信号を所定の付帯機器４２に出力する。当該付帯機器４２は、マイクロコンピュータ４１から入力される制御信号に基づき所定の動作を行う。
【００４５】
以上で、付帯機器４２等に対する制御信号の出力制御は完了となる。以後、ユーザにより選択スイッチ１３の操作などを通じて入力装置１２に割り当てられる操作対象が切り替えられるたびに、あるいはレバー２５の操作が繰り返されるたびに前記Ｓ１０１〜Ｓ１０５の処理が繰り返される。
【００４６】
＜モータ制御手順＞
前述したレバー２５の操作時には所定の操作反力が付与されることについては、既に述べた通りである。次に、このレバー２５の操作時において、これに所定の操作反力を付与するべく実行されるマイクロコンピュータによるモータ制御の手順を、図６（ｂ）に示されるフローチャートに従って説明する。当該フローチャートは、不揮発性メモリ４３に格納されたモータ制御プログラムに基づき実行される。
【００４７】
まずマイクロコンピュータ４１は、選択スイッチ１３からの電気信号等に基づき、ユーザにより選択された付帯機器４２あるいは付帯機能等の操作対象を判別する（ステップＳ２０１）。
【００４８】
次に、マイクロコンピュータ４１は、不揮発性メモリ４３に格納されたマップＭｐに基づき、各選択スイッチ１３に割り当てられた操作対象に応じて設定されたレバー２５の中立位置からの操作量、すなわち操作量判定閾値θｈを設定する（ステップＳ２０２）。
【００４９】
そして、マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じて検出されるレバー２５の操作量、及び前記ステップＳ２０２で設定した操作量判定閾値θｈに基づき第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御する（ステップＳ２０３）。これにより、レバー２５には図５に示されるようなパターンで所定の操作反力が付与される。
【００５０】
以上で、操作反力の発生にかかる一連のモータ制御は完了となる。ユーザにより選択スイッチ１３の操作などを通じて入力装置１２に割り当てられる操作対象が切り替えられるたびに、あるいはレバー２５の操作が繰り返されるたびに前記Ｓ２０１〜Ｓ２０３の処理が繰り返される。
【００５１】
＜入力装置の操作態様＞
次に、前述のように構成された入力装置の操作態様について説明する。ここでは、選択スイッチ１３などの操作を通じて入力装置１２の操作対象としてオーディオの音量調節機能が選択された場合、及びドア開閉機構（オープナ）が選択された場合について例示的に説明する。
【００５２】
＜オーディオが選択された場合＞
オーディオの音調調節機能が選択された場合には、ディスプレイ１１の画面１１ａは、図７（ａ）に示される音量調節画面に切り替わる。この音量調節画面には、レバー２５の中立位置を示す図柄、及びレバー２５の操作が可能とされる操作経路として第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４を示す図柄が模式的に表示される。図７（ａ）では、レバー２５の中立位置を示す図柄として円形図形が、第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４を示す図柄として線分が採用されている。なお、便宜上、図７（ａ）においては、各図柄には入力装置１２の構成要素と同一の部材番号を付す。また、同図において、画面１１ａの左右方向はレバー２５の第１の方向に、画面の上下方向はレバー２５の第２の方向に対応する。また、当該第２の方向において、図７（ａ）における上方をプラス側、同じく下方をマイナス側とする。
【００５３】
ここで操作対象となる音量調節機能としては例えば、操作されるごとにオーディオの音量を一定量ずつ増大させる音量増大機能、及び操作されるごとにオーディオの音量を一定量ずつ減少させる音量減少機能がある。画面１１ａ上には、これら機能を示す文字列「Ｖｏｌ Ｕｐ」，「Ｖｏｌ Ｄｏｗｎ」が第３のゲートＧ３の上下２つの端部に対応して表示される。これにより、ユーザは、当該画面１１ａの表示を通じて、レバー２５を中立位置から第２の方向におけるプラス側（図７（ａ）中の上方）へ操作することにより音量を増大させることが、同じく第２の方向におけるマイナス側（（図７（ａ）中の下方）へ操作することにより音量を減少させることができる旨視覚的に認識することができる。
【００５４】
さらに、画面１１ａ上には、このときのレバー２５の操作範囲、すなわち音量増大及び音量減少にかかるレバー操作が有効とされる操作量が表示される。例えば図７（ａ）に示されるように、操作すべきレバー２５の操作量は、第３のゲートＧ３を示す線分よりも線幅の大きな線分を当該第３のゲートＧ３を示す線分に重ねて表示される。これにより、ユーザは音量を増大又は減少させるために必要とされるレバー２５の操作量を視覚的に把握することができる。画面１１ａに表示されるレバー２５の操作範囲は、音量調節機能にかかるレバー操作が有効とされる操作量を示す操作範囲「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」に対応して示されるものであって、ここでは、レバー２５の最大操作範囲となる第３のゲートＧ３の形成範囲よりも狭い範囲として表示される。
【００５５】
さて、ユーザがオーディオの音量を増大させる際には、図７（ａ），（ｂ）に示されるように、中立位置にあるレバー２５を第２の方向におけるプラス側へ操作する。これに伴い当該レバー２５には第２のモータ３０の駆動を通じて所定の操作反力が付与される。この操作反力は、図８に示されるように、レバー２５の操作量に対して比例的に増大する。そして、レバー２５の操作量が、割り当てられている機能に応じて設定される操作範囲の上限値（ここでは「＋θｖｏｌ」）の近似値に達した際には、当該操作反力が急激に低下され、その後レバー２５の操作量がプラス側の操作量判定閾値θｈ（ここでは「＋θｖｏｌ」）に達した際には当該操作反力が急激に増大される。これにより、節度感触がレバー２５を通じてユーザに付与されるとともに、それ以上のレバー操作が困難となる。したがって、ユーザは、音量調節にかかるレバー２５の操作範囲の限界を感覚的に、正確には触覚を通じて把握することができる。
【００５６】
音量調節は何度も繰り返し操作される。例えば音量を３段階だけ増大させる際には、レバー２５を３回だけ繰り返して操作する必要がある。このように、レバー操作を繰り返し行う機能については、レバー２５の操作量は少ないことが好ましい。レバー２５の操作範囲が広く設定された場合にはレバー操作が煩わしくなるからである。この点、本例では、音量調節機能にかかるレバー操作が有効とされる操作量（「−θｖｏｌ〜＋θｖｏｌ」）は、レバー２５の最大操作範囲となる第３のゲートＧ３の形成範囲よりも狭い範囲とされる。このため、レバー２５の繰り返し操作が楽である。また、当該レバー２５の操作量が、その操作限界（「−θｖｏｌ，「＋θｖｏｌ」）に達するタイミングで所定の節度感触が付与される。このため、ユーザが無駄にレバー２５を継続操作することが回避される。ひいてはレバー２５の操作性が高められる。
【００５７】
なお、ユーザがオーディオの音量を減少させる場合については、前述した音量を増大させる場合と同様であることから、その詳細な説明を省略する。
＜ドア開閉機構が選択された場合＞
ドア開閉機構（オープナ）が選択された場合には、ディスプレイ１１の画面１１ａは、図９（ａ）に示されるオープナ画面に切り替わる。このオープナ画面には、前述した音量調節画面と同様に、レバー２５の中立位置を示す図柄、及びレバー２５の操作が可能とされる操作経路として第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４を示す図柄が模式的に表示される。また、画面１１ａとレバー２５の操作方向との関係も、前述した音量調節画面におけるそれらの関係と同様である。
【００５８】
操作対象となる機能としては例えば、車両の左右のスライドドアの開閉操作機能、及びトランクドアの開閉機能がある。画面１１ａ上には、これら機能を示す文字列が第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４を示す図柄である３つの線分の上下における各端部に対応して表示される。
【００５９】
具体的には、図９（ａ）に示されるように、左側スライドドアの閉操作を示す文字列「Ｌ側スライド閉」は第２のゲートＧ２を示す線分の上端に対応して、同じく開操作を示す文字列「Ｌ側スライド開」は第２のゲートＧ２を示す線分の下端に対応して表示される。右側スライドドアの閉操作を示す文字列「Ｒ側スライド閉」は第４のゲートＧ４を示す線分の上端に対応して、同じく開操作を示す文字列「Ｒ側スライド開」は第４のゲートＧ４を示す線分の下端に対応して表示される。トランクドアの閉操作を示す文字列「トランク閉」は第３のゲートＧ３を示す線分の上端に対応して、同じく開操作を示す文字列「トランク開」は第３のゲートＧ３を示す線分の下端に対応して表示される。
【００６０】
これにより、ユーザは、当該画面１１ａの表示を通じて、左右のスライドドア及びトランクドアの開閉操作を行う際には、レバー２５をどの位置に操作すればよいのかについて、視覚を通じて容易に認識することができる。
【００６１】
さらに、画面１１ａ上には、このときのレバー２５の操作範囲、すなわち各ドアの開閉にかかるレバー操作が有効とされる操作量が表示される。例えば図９（ａ）に示されるように、操作すべきレバー２５の操作量は、第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４を示す線分よりも線幅の大きな線分を当該第３のゲートＧ３を示す線分に重ねて表示される。これにより、ユーザはスライドドア及びトランクドアを開閉せるために必要とされるレバー２５の操作量を視覚的に把握することができる。画面１１ａに表示されるレバー２５の操作範囲は、スライドドア及びトランクドアにかかるレバー操作が有効とされる操作量を示す操作範囲「−θｏｐ〜＋θｏｐ」に対応して示されるものであって、ここでは、レバー２５の最大操作範囲となる第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４の形成範囲と同じ範囲として表示される。
【００６２】
さて、ユーザがスライドドア及びトランクドアを開閉する際には、図９（ａ），（ｂ）に示されるように、レバー２５をその中立位置から第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４のいずれかの端部まで操作する。これに伴い当該レバー２５には第１及び第２のモータ２９，３０の駆動を通じて所定の操作反力が付与される。この操作反力は、図１０に示されるように、レバー２５の操作量に対して比例的に増大する。
【００６３】
そして、同図１０に示されるように、レバー２５の第２の操作方向において、当該レバー２５の操作量が、割り当てられている機能に応じて設定される操作範囲の上限値（ここでは「＋θｏｐ」）あるいは下限値（ここでは、「−θｏｐ」）の近似値に達した際には、当該操作反力が急激に低下され、その後レバー２５の操作量が操作量判定閾値θｈ（ここでは「＋θｏｐ」あるいは「−θｏｐ」）に達した際には当該操作反力が急激に増大される。これにより、節度感触がレバー２５を通じてユーザに付与されるとともに、それ以上のレバー操作が困難となる。したがって、ユーザは、スライドドア及びトランクドアの開閉にかかるレバー２５の操作範囲の限界を感覚的に、正確には触覚を通じて把握することができる。
【００６４】
スライドドア及びトランクドアの開閉操作は、これが誤操作されると危険である。そしてこうした誤操作による危険度が高い機能については、入力装置１２の操作量は多くすることが求められることについては前述した通りである。この点、本例では、スライドドア及びトランクドアにかかるレバー操作が有効とされる操作量（「−θｖｏｐ〜＋θｖｏｐ」）は、レバー２５の最大操作範囲となる第２〜第４のゲートＧ２〜Ｇ４の形成範囲と同じ範囲とされる。レバー２５の操作ストロークが十分に確保されることから、スライドドア及びトランクドアの開閉に関し誤操作が抑制される。また、当該レバー２５の第２の操作方向における操作量が、その操作限界（「−θｏｐ，「＋θｏｐ」）に達するタイミングで所定の節度感触が付与される。このため、レバー２５の操作性が高められる。
【００６５】
＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロコンピュータ４１は、第１及び第２の回転角センサ３１，３２を通じてレバー２５の操作角度を取得し、当該操作角度に基づきレバー２５がその時々で割り当てられる付帯機器４２ごとに定められた操作角度だけ操作された旨判断されるとき、当該操作を有効として当該機能の選択を決定する。そしてマイクロコンピュータ４１は、選択を決定した機能を実行させる旨指令する制御信号を所定の付帯機器４２に出力する。すなわち、マイクロコンピュータ４１は、割り当てられる付帯機器４２の機能に応じて、前記制御信号を出力するか否かの判定基準となる前記操作量判定閾値θｈを変更する。
【００６６】
この構成によれば、操作対象である複数種類の付帯機器４２について所望の機能選択及び機能調整を行うに際して、これら機能に応じて操作量判定閾値θｈが変更される。すなわち、各機能に応じて、その選択及び調整が実行されるのに必要とされるレバー２５の中立位置からの操作量が変更される。換言すれば、割り当てられている付帯機器４２について所望の機能選択及び機能調整を実行するべく前記制御信号が出力されるタイミングが機能ごとに異なる。例えば繰り返し操作を伴うような機能は、必要とされる操作量を減少させることにより楽に操作することができる。また、誤操作等のおそれが高い機能は、必要とされる操作量を増大させることにより、ユーザが明確な意思をもって操作しなければ動作しないように設定することができる。このように、操作対象である各機能の操作特性に合った操作方法（操作量）を割り当てることができる。その結果、機能毎に要求される操作特性に対応して、例えばレバー２５の操作性が高められる、あるいは誤操作が抑制される、といった効果が得られる。
【００６７】
（２）また、マイクロコンピュータ４１は、検出されるレバー２５の中立位置からの操作量に応じて当該レバー２５に作動連結されるアクチュエータとして第１及び第２のモータ２９，３０を駆動制御することにより、割り当てられている付帯機器４２の機能ごとに異なる操作反力を前記レバー２５に付与するフォースフィードバック機能を有してなる。そして、マイクロコンピュータ４１は、レバー２５の中立位置からの操作量が操作量判定閾値θｈに達した旨判定されるときには、レバー２５の操作限界であるとしてその旨示す操作反力を第１及び第２のモータ２９，３０の駆動制御を通じてレバー２５に付与する。
【００６８】
この構成によれば、レバー２５の操作時において、適度な操作反力が付与されることによりレバー２５の操作性が確保される。また、ユーザは、割り当てられている付帯機器４２について所望の機能選択及び機能調整が実行される位置までレバー２５が操作された旨、すなわちレバー２５の操作限界である旨触覚を通じて知得することができる。本例では、ユーザは、レバー２５を介して付与される節度感触によりレバー２５の操作限界を容易に知得することができる。このため、入力装置１２の操作性が高められる。
【００６９】
（３）入力装置１２は、運転中に操作されるステアリングスイッチとして車両のステアリングホイールに設けられてなる。この場合、入力装置１２には高い操作性能が要求される。前述したように、本例の入力装置１２によれば、操作対象である各機能の操作特性に合った操作方法（操作量）が割り当てられるとともに、この割り当てられる操作量に応じて操作反力がレバー２５に付与されることにより、入力装置１２の操作性が高められるので、ステアリングホイール等の高い操作性が要求される取付け対象への適用に好適である。
【００７０】
＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・本実施の形態では、レバー２５を備えてなるジョイスティック型の入力装置に本発明を具体化したが、図示しない操作ノブのスライド操作を通じて所定の入力がなされるスライドスイッチ、あるいは図示しない操作ノブの回転操作を通じて所定の入力がなされるロータリスイッチ等として具体化することも可能である。なお、この場合には、採用する入力装置の操作タイプに応じて、操作反力の発生パターンを適宜変更することも可能である。例えば、マイクロコンピュータは、そのメモリに記憶されている複数種類の外力付与パターンの中から、画面上の機能項目の数、配置間隔、あるいは大きさ等に適したパターンを選択し、この選択した外力付与パターンに従って所定の外力がスライド操作ノブ、あるいはロータリノブ等に付与されるようにモータ等の電動アクチュエータを駆動制御する。
【００７１】
・図５に示される反力付与パターンは例示であって、レバー等に付与する外力の発生間隔、外力の大きさ、外力を付与する方向等は、適宜変更可能である。例えば、前記実施の形態において、レバー２５に対して、その操作方向と反対方向への外力（操作反力）のみならず、操作方向と同じ方向への外力（操作推進力）を付与するようにしてもよい。レバー２５等を大きく変位させる必要がある場合等には、当該レバー２５等に対して推進力を付与することにより、ユーザは少ない力でレバー２５等を大きく変位させることができる。
【００７２】
・本実施の形態では、選択スイッチ１３の操作を通じて入力装置１２による操作対象として割り当てられる付帯機器４２あるいは各種の機能を切り替えるようにしたが、次のようにしてもよい。すなわち、選択スイッチ１３を省略するとともに、これら選択スイッチに割り当てられていた機能項目をディスプレイ１１の画面上に機能項目として表示する。そしてこれら機能項目のうちいずれか一を入力装置１２の操作を通じて選択することにより、入力装置１２の操作対象を切り替えるようにしてもよい。
【００７３】
・本実施の形態では、レバー２５は、互いに直交する２方向（第１及び第２の操作方向）へ操作可能としたが、いずれか一方向へのみ操作可能としてもよい。
・本実施の形態では、第１〜第４のゲートＧ１〜Ｇ４が形成された図示しない案内部材を通じて、レバー２５の操作経路を規定するようにしたが、当該案内部材は省略可能である。
【００７４】
・操作対象となる付帯機器４２あるいは機能の使用頻度及び重要度などに応じてレバー２５の操作範囲（レバー操作が有効である旨判定されるタイミング）を変更するようにしてもよい。例えば、使用頻度の多い機能及び重要度の高い機能については操作範囲を狭く設定し、使用頻度の少ない機能及び重要度の低い機能については操作範囲を広く設定する。この場合にも、レバー２５の操作範囲（操作量判定閾値θｈ）は、割り当てられる機能の使用頻度あるいは重要度に応じてマップとして不揮発性メモリ４３に予め格納される。
【００７５】
・本実施の形態では、第１及び第２のモータ２９，３０を通じてレバー２５に所定の操作反力を付与するようにしたが、当該操作反力の付与機能を省略してもよい。この場合、レバー２５の操作性を確保する観点から、例えば軸部２７ａ，２７ｂ及び軸部２８ａ，２８ｂ等に捻りコイルばね等の機械的な復帰機構を設けることが望ましい。このようにすれば、ユーザによりレバー２５に印加される外力（操作力）が解除された際には、当該レバー２５は、捻りコイルバネ等の弾性力により、中立位置に自動復帰する。
【００７６】
・本実施の形態では、ステアリングホイールに単数個の入力装置１２を設けた場合について説明したが、複数個の入力装置を設けてもよい。また、車室内において、例えば前記センターコンソール等のステアリングホイール以外の部位に単数個又は複数個の入力装置１２を設けてもよい。さらに、入力装置１２の搭載対象あるいは操作対象は、車両あるいはその搭載機器に限らない。
【００７７】
・本実施の形態の入力装置１２は、ステアリングホイールと転舵輪との機械的な連結構造が排除されたステアバイワイヤシステム、あるいはシフトレバーと変速機との機械的な連結構造が排除されたシフトバイワイヤシステム等の各種バイワイヤシステムの入力装置としても適用可能である。
【００７８】
＜他の技術的思想＞
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の入力装置において、前記操作部材は、互いに直交する２方向へ変位可能とされたレバーである入力装置。このような二次元入力装置として構成することもできる。
【００７９】
・請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の入力装置において、前記制御手段の記憶手段には、割り当てられる複数種類の電気機器あるいはそれらの機能と、これらに対応して予め定められた操作量判定閾値とが関連付けられたマップデータを格納し、前記制御手段は前記マップデータに基づき、前記操作量判定閾値を設定する入力装置。このように、マップデータに基づき操作量判定閾値を容易に変更して設定することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１２…入力装置、２５…レバー（操作部材）、２９，３０…モータ（アクチュエータ）、４１…マイクロコンピュータ（制御手段）、４２…付帯機器（電気機器）、Ｍｐ…マップ、θｈ…操作量判定閾値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作対象である複数種類の電気機器について所望の機能選択及び機能調整を単一の操作部材の操作を通じて行うべく割り当てられる電気機器が適宜切り替えられる入力装置において、
前記操作部材の原位置からの操作量を電気的に検出し、当該検出される操作量が定められた操作量判定閾値に達した際に、割り当てられている電気機器について所望の機能選択及び機能調整を実行するべく当該電気機器へ電気信号を出力する制御手段を有し、当該制御手段は、割り当てられる電気機器の機能に応じて、前記電気信号を出力するか否かの判定基準となる前記操作量判定閾値を変更する入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置において、
前記制御手段は、検出される前記操作部材の原位置からの操作量に応じて当該操作部材に作動連結されるアクチュエータを駆動制御することにより、割り当てられている電気機器の機能ごとに異なる操作反力を前記操作部材に付与するフォースフィードバック機能を有し、
前記操作部材の原位置からの操作量が前記操作量判定閾値に達した旨判定されるときには、前記操作部材の操作限界であるとしてその旨示す操作反力を前記アクチュエータの駆動制御を通じて前記操作部材に付与する入力装置。
【請求項３】
車両のステアリングホイールに設けられてなる請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
【請求項１】
操作対象である複数種類の電気機器について所望の機能選択及び機能調整を単一の操作部材の操作を通じて行うべく割り当てられる電気機器が適宜切り替えられる入力装置において、
前記操作部材の原位置からの操作量を電気的に検出し、当該検出される操作量が定められた操作量判定閾値に達した際に、割り当てられている電気機器について所望の機能選択及び機能調整を実行するべく当該電気機器へ電気信号を出力する制御手段を有し、当該制御手段は、割り当てられる電気機器の機能に応じて、前記電気信号を出力するか否かの判定基準となる前記操作量判定閾値を変更する入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置において、
前記制御手段は、検出される前記操作部材の原位置からの操作量に応じて当該操作部材に作動連結されるアクチュエータを駆動制御することにより、割り当てられている電気機器の機能ごとに異なる操作反力を前記操作部材に付与するフォースフィードバック機能を有し、
前記操作部材の原位置からの操作量が前記操作量判定閾値に達した旨判定されるときには、前記操作部材の操作限界であるとしてその旨示す操作反力を前記アクチュエータの駆動制御を通じて前記操作部材に付与する入力装置。
【請求項３】
車両のステアリングホイールに設けられてなる請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１７６３１７（Ｐ２０１０−１７６３１７Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７０９０（Ｐ２００９−１７０９０）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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