車両用スイッチ装置
【課題】車両の走行中でも誤操作しにくい車両用スイッチ装置を提供する。
【解決手段】車両に装着され、タッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づいて静電容量を形成する検出電極１１０を備えたタッチスイッチ部１００と、検出電極１１０に電圧を印加してタッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するタッチ検出部である検出部２００と、を有し、車両の走行速度に基づいて、タッチスイッチ部１００または検出部２００におけるタッチ操作のタッチ検出の感度を変化させる感度変化手段を備えて車両用スイッチ装置を構成する。
【解決手段】車両に装着され、タッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づいて静電容量を形成する検出電極１１０を備えたタッチスイッチ部１００と、検出電極１１０に電圧を印加してタッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するタッチ検出部である検出部２００と、を有し、車両の走行速度に基づいて、タッチスイッチ部１００または検出部２００におけるタッチ操作のタッチ検出の感度を変化させる感度変化手段を備えて車両用スイッチ装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用スイッチ装置に関し、特に、スイッチ感度の調節機能を備えた車両用スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両には、運転者の操作に応じて車載機器を操作するための各種スイッチ装置が配置されている。このようなスイッチ装置として、表示装置の表示画面に各種の操作項目が表示された状態で、操作者が、いずれかの操作項目が表示された画面位置に触れることによって、その操作項目を選択する車両用スイッチ装置がある。このため、表示装置の表示画面には、操作者のタッチした位置を検出するためのタッチセンサが設けられる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この装置は、表示画面上に操作者の手が接近した場合、及び操作者が表示画面にタッチした場合、操作者の手との間に静電容量を形成する静電容量電極を用いてタッチセンサを構成する。このタッチセンサは、表示装置の表示画面全体を覆うように貼り付けられ、操作者の手（指）との間で静電容量を形成する静電容量電極と、この静電容量電極の四隅からそれぞれ交流電流を通電する交流電源とから構成される。従って、その静電容量が形成された位置に基づいて、交流電流の波形変動を検出することにより、操作者の手の接近位置及び指示位置を検出することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４５６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の車両用スイッチ装置は、スイッチ感度が一定とされていることから、車両の走行中にスイッチ操作をする場合に、車両振動の影響で細かな操作ができない、あるいは、誤操作される場合がある等の問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、車両の走行中でも誤操作しにくい車両用スイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明は、上記目的を達成するために、車両に装着され、タッチ面へのタッチ操作に基づいて静電容量を形成する検出電極を備えたタッチスイッチ部と、前記検出電極に電圧を印加して前記タッチ面へのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するタッチ検出部と、を有し、前記車両の走行速度に基づいて、前記タッチスイッチ部または前記タッチ検出部におけるタッチ操作のタッチ検出の感度を変化させる感度変化手段を備えたことを特徴とする車両用スイッチ装置を提供する。
【０００８】
［２］前記感度変化手段は、前記タッチスイッチ部において、前記車両の車速センサの出力に基づいて、前記タッチ面と前記検出電極の間の距離を変化させるアクチュエータ部であることを特徴とする上記［１］に記載の車両用スイッチ装置であってもよい。
【０００９】
［３］また、前記感度変化手段は、前記タッチ検出部がコンパレータであって、前記車両の車速センサの出力に基づいて前記コンパレータの基準電圧を変化させることを特徴とする上記［１］に記載の車両用スイッチ装置であってもよい。
【００１０】
［４］また、前記タッチスイッチ部は、操作者のタッチ操作による前記タッチ面上の指の接触面積の変化による操作荷重の変化を、前記車両の走行速度に応じて前記操作者が感じる軽いタッチ又は重いタッチとして呈示することを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の車両用スイッチ装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の走行中でも誤操作しにくい車両用スイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置の概略構成図であり、図１（ｂ）は、正面図（図１（ａ）におけるＡ矢視図）である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置のタッチ検出部の回路構成図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置において、時間と車速の関係図、図４（ｂ）は、時間とアクチュエータ電圧の関係図である。また、図４（ｃ）は、正負の電圧で制御する場合の、時間ｔとアクチュエータ電圧Ｖactの関係図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態において、検出電極へのタッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのタッチ区間の変化を示すＶｔ−ｔの信号波形図であり、図５（ｂ）は、ローパスフィルタ通過後の信号Ｖｉの信号波形図であり、図５（ｃ）は、コンパレータの出力Ｖｎを示す信号波形図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチ装置の概略構成図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第２の実施の形態において、検出電極へのタッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのタッチ区間の変化を示すＶｔ−ｔの信号波形図であり、図８（ｂ）は、ローパスフィルタ通過後の信号Ｖｉ２の信号波形図であり、図８（ｃ）は、コンパレータの出力Ｖｎを示す信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
（車両用スイッチ装置の構成）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置の概略構成図であり、図１（ｂ）は、正面図（図１（ａ）におけるＡ矢視図）である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。また、図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置のタッチ検出部の回路構成図である。
【００１４】
本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置１０は、車両に装着され、タッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づいて静電容量を形成する検出電極１１０を備えたタッチスイッチ部１００と、検出電極１１０に電圧を印加してタッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するタッチ検出部である検出部２００と、を有し、車両の走行速度に基づいて、タッチスイッチ部１００または検出部２００におけるタッチ操作のタッチ検出の感度を変化させる感度変化手段を備えて構成されている。
【００１５】
車両用スイッチ装置１０は、車両に装着されて使用される静電タッチスイッチ装置であって、車両の速度に応じて、その静電タッチのタッチ検出の感度が変化するものである。車両の走行速度が小さいときにはタッチ検出の感度を大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とし、一方、車両の走行速度が大きいときにはタッチ検出の感度を小として重いタッチのスイッチ操作とする。これにより、車両の走行中でも誤操作しにくい車両用スイッチ装置を提供することができる。なお、軽いタッチとは、小さな押圧により、後述する指とタッチ面１０５ａとの接触面積Ｓが小となるタッチ操作を意味し、重いタッチとは、大きな押圧により、後述する指とタッチ面１０５ａとの接触面積Ｓが大となるタッチ操作を意味する。
【００１６】
タッチスイッチ部１００は、図１（ａ）に示すように、車両の例えばインスツルメントパネル５０に装着される。このタッチスイッチ部１００は、タッチ操作を行なうタッチ面１０５ａを表面に有するタッチパネル１０５と、タッチ面１０５ａと略平行に配置される検出電極１１０を有している。タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させるため、タッチパネル１０５の裏面にはアクチュエータ１２０が固定され、接続アダプタ１２５を介して電極ベース１１５が所定の距離ｄとなる位置に配置されている。
【００１７】
タッチパネル１０５は、図３に示すように、操作者の指７０がタッチ面１０５ａに押圧されるパネル状のものであって、樹脂またはガラスで形成されている。このタッチパネル１０５は、図１に示すように、スナップフィット等の固定手段によりインスツルメントパネル５０に装着されるが、他の固定手段、例えば、ネジ固定、接着による固定等であってもよい。
【００１８】
アクチュエータ１２０は、上記したように、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させるため、積層型のピエゾ素子（電歪素子）が使用できる。印加する電圧を変化させることによって、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させて所定の距離に設定することができる。すなわち、アクチュエータ１２０は、タッチ検出の感度を変化させる感度変化手段として機能する。なお、積層型のピエゾ素子は、ある程度の変化量を得るのに積層数を要するので、図１に示すように、長尺状とし、所定の距離ｄの付近に検出電極１１０を配置するための接続アダプタ１２５を使用している。
【００１９】
上記のアクチュエータ１２０は、ピエゾ素子には限られず、例えば、モータ、ソレノイド等の駆動素子でも使用可能である。
【００２０】
また、実施の形態では、上記のアクチュエータ１２０は、タッチ検出によりスイッチオン等の状態を操作者に触覚呈示するするために、振動発生手段として兼用している。なお、この触覚呈示は、感度変化手段としてのアクチュエータ１２０とは別に独立して振動発生手段を設ける構成としてもよい。
【００２１】
検出電極１１０は、樹脂またはガラスの電極ベース１１５の上に銅等により、図１（ｂ）に示すように、所定の面積でパターンが形成された電極である。この検出電極１１０の表面とタッチ面１０５ａにタッチされた指７０との間で、所定の静電容量を持つコンデンサが形成される。アクチュエータ１２０により、距離ｄが変化することで、指７０との間で形成される静電容量が変化し、タッチ検出の感度を変化させることができる。感度変化は後述するように、車両の走行速度に応じて変化させる。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。上記説明した検出電極１１０は、検出部２００と接続されている。また、タッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するため、検出電極１１０へ交流電圧を印加する発振器１３０が抵抗Ｒ０を介して接続されている。
【００２３】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００は、内部にＣＰＵ、メモリ等を有し、所定のプログラムにより種々の制御を行なう。ＥＣＵ３００は、検出部２００に接続されると共に、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御する。また、ＬＩＮ、ＣＡＮ等の車内ＬＡＮ４００を介して車速センサ５００に接続され、本実施の形態に係る車両用スイッチ装置１０により制御されるエアコン５１０、オーディオ５２０等の種々の車載機器に接続されて種々の制御信号を送出する。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置１０のタッチ検出部の回路構成図である。検出部２００は、整流器１５０、フィルタ回路１６０、コンパレータ（比較器）１７０等から構成されている。整流器１５０は、例えばダイオード等の整流作用を有するものであれば使用でき、一端が検出電極１１０に接続されている。よって、所定の周波数である交流電圧Ｖｔが入力され、また、検出電極１１０への操作者のタッチ操作により振幅変調された信号が入力される。整流器１５０の他端は、フィルタ回路１６０に接続されている。フィルタ回路１６０は、低周波数領域を通過させるローパスフィルタが使用でき、整流器１５０から入力される信号を平滑化する。フィルタ回路１６０の出力は、コンパレータ１７０に入力される。コンパレータ１７０は、例えば、オペアンプによるコンパレータが使用でき、所定の基準電圧に設定された閾値電圧Ｖrefと比較されて、ＨｉまたはＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力する。なお、上記示した検出部の構成は一例であり、入力信号を整流、平滑、比較する回路を含むものであれば種々の回路を使用でき、また、比較する回路はマイコン（ＣＰＵ）等に信号を取り込んで判断する構成としてもよい。
【００２５】
（車両用スイッチ装置の動作）
図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置において、時間ｔと車速Ｖcarの関係図、図４（ｂ）は、時間ｔとアクチュエータ電圧Ｖactの関係図である。図４（ａ）に示す例では、車両は、時間ｔ＝０でスタートしてｔ＝ｔ１までの間は車速Ｖcarは略０（ゼロ）、ｔ＝ｔ１から徐々に速度を上げ、ｔ＝ｔ２で加速を停止して略一定速度で走行する場合を考える。ｔ＝ｔ３のときに車両用スイッチ装置１０がタッチ操作されてスイッチオンされると、ｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間で触覚呈示を行なう。
【００２６】
ＥＣＵ３００は、車内ＬＡＮ４００を介して車速センサ５００から車両の車速Ｖcarを取得する。この車速Ｖcarに応じて、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させる。すなわち、図４（ｂ）に示すように、車速Ｖcarに応じてアクチュエータ電圧Ｖactを制御し、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御する。
【００２７】
車両の走行速度が小さいとき、すなわち、車速Ｖcarが小のときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄが車速に対応して増加する方向へアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、タッチ検出の感度を低下させずに感度大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とする。
【００２８】
ここで、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄ〔ｍ〕、検出電極１１０に対向する指７０の接触面積をＳ〔ｍ２〕、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の誘電率をε〔―〕とすると、静電容量Ｃ〔Ｆ〕は、Ｃ＝ε・Ｓ/ｄで算出することができる。従って、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを車速に対応して小とすることにより、静電容量Ｃの変化は大として検出可能となる。すなわち、操作者が指７０を軽くタッチ面１０５ａにタッチするだけで、スイッチオンの判定に要する静電容量変化を得ることができる。これにより、車両の走行速度が小さいとき、軽いタッチで、細かなスイッチ操作あるいは微妙なスイッチ操作等が可能となる。
【００２９】
車両の走行速度が大きいとき、すなわち、車速Ｖcarが大のときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄが車速に対応してさらに増加する方向へアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、タッチ検出の感度を低下させて感度小として重いタッチでスイッチ操作を可能とする。
【００３０】
同様に、静電容量Ｃ〔Ｆ〕は、Ｃ＝ε・Ｓ/ｄで算出することができるので、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを車速に対応して大とする制御により、静電容量Ｃの変化は小として検出可能となる。すなわち、操作者が指７０を強くタッチ面１０５ａにタッチして指の接触面積Ｓが大となるようにタッチ操作しなければ、スイッチオンの判定に要する静電容量変化を得ることができない。これにより、車両の走行速度が大きいとき、重いタッチを要し、車両の振動等の影響を受けにくいスイッチ操作が可能となる。
【００３１】
（他の実施形態）
上記示した距離ｄの制御は、アクチュエータ１２０を正電圧で駆動制御したが、正負の電圧をかけて制御することもできる。図４（ｃ）は、正負の電圧で制御する場合の、時間ｔとアクチュエータ電圧Ｖactの関係図である。ある車速Ｖcar０を境にして、アクチュエータ１２０に正または負の電圧を印加するように構成する。このようにすることで、車両の走行速度が所定の車速Ｖcar０より小さいときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを小さくする方向へ駆動制御し、タッチ検出の感度を増加させて感度大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とする。一方、車両の走行速度が所定の車速Ｖcar０より大きいときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを大きくする方向へ駆動制御し、タッチ検出の感度を低下させて感度小として重いタッチでスイッチ操作を可能とする。また、図４（ｃ）に示すアクチュエータ電圧は、車速Ｖcarに対応したアナログ値としたが、所定の車速Ｖcar０を境にして、正または負の一定値にアクチュエータ電圧Ｖactを設定することで、検出感度を大と小の２値としてもよい。また、２値以外でも複数の離散値に検出感度を設定する構成としてもよい。
【００３２】
ｔ＝ｔ３のときに車両用スイッチ装置１０がタッチ操作されてスイッチオンされると、ｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間で触覚呈示を行なう。すなわち、ＥＣＵ３００は、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御して振動させる。この振動は、タッチスイッチ部１００を直接駆動するので、操作者の指７０に触覚信号が伝わり、スイッチを押したことを認識することができる。
【００３３】
（タッチ検出動作）
図５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態において、検出電極へのタッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのタッチ区間の変化を示すＶｔ−ｔの信号波形図であり、図５（ｂ）は、ローパスフィルタ通過後の信号Ｖｉの信号波形図であり、図５（ｃ）は、コンパレータの出力Ｖｎを示す信号波形図である。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間以外の、タッチ操作していない状態では、発振器１３０により、検出電極１１０に一定振幅Ｖｔの交流電圧が印加されている。操作者がｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間で、検出電極１１０に手指を接触させ、あるいは、近接させると、この区間においてタッチ検出信号ＶｔのレベルがＶｔ１に低下する。図５（ａ）に示すような信号が検出部２００に入力されると、整流作用、平滑作用により図５（ｂ）に示すような信号となり、これがコンパレータ１７０に入力信号として入力される。タッチ検出信号のＶｔとＶｔ１に対応するＶｉとＶｉ１との間に基準電圧である閾値電圧Ｖrefを設定しておくことにより、コンパレータ１７０からＨｉまたはＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力できる。すなわち、操作者がタッチした場合には、タッチ区間でＨｉ信号、タッチしない区間でＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力する。尚、この出力信号Ｖｎは、ＨｉとＬｏが反転した状態で出力することも可能である。これらの動作により静電タッチスイッチ装置として機能することができる。
【００３５】
このタッチ区間においては、図４（ｂ）、（ｃ）で示したように、アクチュエータ電圧に触覚呈示用の振動波形電圧を重畳する。これにより、タッチ区間において、アクチュエータ１２０が振動し、タッチパネル１０５を介して操作者に振動が伝わる。よって、この振動による触覚呈示により、運転中にスイッチを注視しなくてもタッチスイッチ操作が可能となる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
（車両用スイッチ装置の構成）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチ装置の概略構成図である。第１の実施の形態と異なるところは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄ０を変化させずに固定したところである。また、アクチュエータ１２０を触覚呈示のためだけに振動発生手段として設けている。また、タッチ検出の感度を変化させる感度変化手段として、コンパレータ１７０の基準電圧である閾値電圧Ｖref’を車両の走行速度に応じて変化させるところである。
【００３７】
タッチスイッチ部１００は、図６に示すように、車両の例えばインスツルメントパネル５０に装着される。このタッチスイッチ部１００は、タッチ操作を行なうタッチ面１０５ａを表面に有するタッチパネル１０５と、タッチ面１０５ａと略平行に配置される検出電極１１０を有している。タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄ０は所定の一定値とされている。このため、タッチパネル１０５の裏面には検出電極１１０が形成された電極ベース１１６が所定の位置となるように配置されている。また、触覚呈示のためのアクチュエータ１２１がタッチパネル１０５の裏面に固定されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３８】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。
ＥＣＵ３００は、内部にＣＰＵ、メモリ等を有し、所定のプログラムにより種々の制御を行なう。ＥＣＵ３００は、検出部２００に接続され、検出部２００からのスイッチ操作の出力信号Ｖｎが入力されると共に、車速センサ５００からの車速Ｖcarに応じてコンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を変化させる閾値制御信号Ｖｓを出力する。また、ドライバ回路２２０を介して、触覚呈示のために、アクチュエータ１２１を駆動制御する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
（タッチ検出動作）
図８（ａ）は、本発明の第２の実施の形態において、検出電極へのタッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのタッチ区間の変化を示すＶｔ−ｔの信号波形図であり、図８（ｂ）は、ローパスフィルタ通過後の信号Ｖｉ２の信号波形図であり、図８（ｃ）は、コンパレータの出力Ｖｎを示す信号波形図である。
【００４０】
図８（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間以外の、タッチ操作していない状態では、発振器１３０により、検出電極１１０に一定振幅Ｖｔの交流電圧が印加されている。操作者がｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間で、検出電極１１０に手指を接触させ、あるいは、近接させると、この区間においてタッチ検出信号ＶｔのレベルがＶｔ２に低下する。図８（ａ）に示すような信号が検出部２００に入力されると、整流作用、平滑作用により図８（ｂ）に示すような信号となり、これがコンパレータ１７０に入力信号として入力される。
【００４１】
タッチ検出信号のＶｔとＶｔ２に対応するＶｉとＶｉ２との間に閾値電圧Ｖref’が設定されるが、この閾値電圧Ｖref’は車速センサ５００からの車速Ｖcarに応じて変化する。すなわち、ＥＣＵ３００は、車速センサ５００からの車速Ｖcarに応じてコンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を変化させる閾値制御信号Ｖｓを出力する。
【００４２】
車両の走行速度が小さいとき、すなわち、車速Ｖcarが小のときは、コンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を大とする。これにより、タッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのレベル低下が小さいときにもタッチ検出が可能となる。すなわち、タッチ検出の感度を大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とすることができ、コンパレータ１７０からＨｉまたはＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力できる。よって、操作者がタッチした場合には、タッチ区間でＨｉ信号、タッチしない区間でＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力する。尚、この出力信号Ｖｎは、ＨｉとＬｏが反転した状態で出力することも可能である。これらの動作により静電タッチスイッチ装置として機能することができる。
【００４３】
一方、車両の走行速度が大きいとき、すなわち、車速Ｖcarが大のときは、コンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を小とする。これにより、タッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのレベル低下が大きいときだけタッチ検出が可能となる。すなわち、タッチ検出の感度を小として重いタッチでスイッチ操作を可能とすることができ、コンパレータ１７０からＨｉまたはＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力できる。よって、操作者がタッチした場合には、タッチ区間でＨｉ信号、タッチしない区間でＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力する。尚、この出力信号Ｖｎは、ＨｉとＬｏが反転した状態で出力することも可能である。これらの動作により静電タッチスイッチ装置として機能することができる。
【００４４】
（本発明の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、次のような効果を有する。
（１）第１の実施の形態で示したように、車両の走行速度が小さいとき、すなわち、車速Ｖcarが小のときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄが車速に対応して増加する方向へアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、タッチ検出の感度を低下させずに感度大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とする。また、車両の走行速度が大きいとき、すなわち、車速Ｖcarが大のときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄが車速に対応してさらに増加する方向へアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、タッチ検出の感度を低下させて感度小として重いタッチでスイッチ操作を可能とする。
（２）特に、車両の走行速度が小さいときは、軽いタッチで細かなスイッチ操作あるいは微妙なスイッチ操作等が可能となる。また、車両の走行速度が大きいときは、重いタッチを要し、車両の振動等の影響を受けにくいスイッチ操作が可能となる。従って、高速走行時のように運転者の指の感覚が鈍っているときでも誤操作しにくいという効果もある。
（３）第２の実施の形態で示したように、車両の走行速度が小さいとき、すなわち、車速Ｖcarが小のときは、コンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を大とする。これにより、タッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのレベル低下が小さいときにもタッチ検出が可能となる。よって、タッチ検出の感度を大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とすることができる。また、車両の走行速度が大きいとき、すなわち、車速Ｖcarが大のときは、コンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を小とする。これにより、タッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのレベル低下が大きいときだけタッチ検出が可能となる。よって、タッチ検出の感度を小として重いタッチでスイッチ操作を可能とすることができる。
（４）タッチ操作がされたことを振動等により触覚呈示するためのアクチュエータ１２０、１２１を備えるので、運転中にスイッチを注視しなくてもタッチスイッチ操作が可能となる。
【００４５】
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形、応用が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…車両用スイッチ装置
５０…インスツルメントパネル
７０…指
１００…タッチスイッチ部
１０５…タッチパネル
１０５ａ…タッチ面
１１０…検出電極
１１５…電極ベース
１１６…電極ベース
１２０…アクチュエータ
１２１…アクチュエータ
１２５…接続アダプタ
１３０…発振器
１５０…整流器
１６０…フィルタ回路
１７０…コンパレータ
２００…検出部
２２０…ドライバ回路
３００…ＥＣＵ
４００…車内ＬＡＮ
５００…車速センサ
５１０…エアコン
５２０…オーディオ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用スイッチ装置に関し、特に、スイッチ感度の調節機能を備えた車両用スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両には、運転者の操作に応じて車載機器を操作するための各種スイッチ装置が配置されている。このようなスイッチ装置として、表示装置の表示画面に各種の操作項目が表示された状態で、操作者が、いずれかの操作項目が表示された画面位置に触れることによって、その操作項目を選択する車両用スイッチ装置がある。このため、表示装置の表示画面には、操作者のタッチした位置を検出するためのタッチセンサが設けられる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この装置は、表示画面上に操作者の手が接近した場合、及び操作者が表示画面にタッチした場合、操作者の手との間に静電容量を形成する静電容量電極を用いてタッチセンサを構成する。このタッチセンサは、表示装置の表示画面全体を覆うように貼り付けられ、操作者の手（指）との間で静電容量を形成する静電容量電極と、この静電容量電極の四隅からそれぞれ交流電流を通電する交流電源とから構成される。従って、その静電容量が形成された位置に基づいて、交流電流の波形変動を検出することにより、操作者の手の接近位置及び指示位置を検出することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４５６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の車両用スイッチ装置は、スイッチ感度が一定とされていることから、車両の走行中にスイッチ操作をする場合に、車両振動の影響で細かな操作ができない、あるいは、誤操作される場合がある等の問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、車両の走行中でも誤操作しにくい車両用スイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明は、上記目的を達成するために、車両に装着され、タッチ面へのタッチ操作に基づいて静電容量を形成する検出電極を備えたタッチスイッチ部と、前記検出電極に電圧を印加して前記タッチ面へのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するタッチ検出部と、を有し、前記車両の走行速度に基づいて、前記タッチスイッチ部または前記タッチ検出部におけるタッチ操作のタッチ検出の感度を変化させる感度変化手段を備えたことを特徴とする車両用スイッチ装置を提供する。
【０００８】
［２］前記感度変化手段は、前記タッチスイッチ部において、前記車両の車速センサの出力に基づいて、前記タッチ面と前記検出電極の間の距離を変化させるアクチュエータ部であることを特徴とする上記［１］に記載の車両用スイッチ装置であってもよい。
【０００９】
［３］また、前記感度変化手段は、前記タッチ検出部がコンパレータであって、前記車両の車速センサの出力に基づいて前記コンパレータの基準電圧を変化させることを特徴とする上記［１］に記載の車両用スイッチ装置であってもよい。
【００１０】
［４］また、前記タッチスイッチ部は、操作者のタッチ操作による前記タッチ面上の指の接触面積の変化による操作荷重の変化を、前記車両の走行速度に応じて前記操作者が感じる軽いタッチ又は重いタッチとして呈示することを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の車両用スイッチ装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の走行中でも誤操作しにくい車両用スイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置の概略構成図であり、図１（ｂ）は、正面図（図１（ａ）におけるＡ矢視図）である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置のタッチ検出部の回路構成図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置において、時間と車速の関係図、図４（ｂ）は、時間とアクチュエータ電圧の関係図である。また、図４（ｃ）は、正負の電圧で制御する場合の、時間ｔとアクチュエータ電圧Ｖactの関係図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態において、検出電極へのタッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのタッチ区間の変化を示すＶｔ−ｔの信号波形図であり、図５（ｂ）は、ローパスフィルタ通過後の信号Ｖｉの信号波形図であり、図５（ｃ）は、コンパレータの出力Ｖｎを示す信号波形図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチ装置の概略構成図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第２の実施の形態において、検出電極へのタッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのタッチ区間の変化を示すＶｔ−ｔの信号波形図であり、図８（ｂ）は、ローパスフィルタ通過後の信号Ｖｉ２の信号波形図であり、図８（ｃ）は、コンパレータの出力Ｖｎを示す信号波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
（車両用スイッチ装置の構成）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置の概略構成図であり、図１（ｂ）は、正面図（図１（ａ）におけるＡ矢視図）である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。また、図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置のタッチ検出部の回路構成図である。
【００１４】
本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置１０は、車両に装着され、タッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づいて静電容量を形成する検出電極１１０を備えたタッチスイッチ部１００と、検出電極１１０に電圧を印加してタッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するタッチ検出部である検出部２００と、を有し、車両の走行速度に基づいて、タッチスイッチ部１００または検出部２００におけるタッチ操作のタッチ検出の感度を変化させる感度変化手段を備えて構成されている。
【００１５】
車両用スイッチ装置１０は、車両に装着されて使用される静電タッチスイッチ装置であって、車両の速度に応じて、その静電タッチのタッチ検出の感度が変化するものである。車両の走行速度が小さいときにはタッチ検出の感度を大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とし、一方、車両の走行速度が大きいときにはタッチ検出の感度を小として重いタッチのスイッチ操作とする。これにより、車両の走行中でも誤操作しにくい車両用スイッチ装置を提供することができる。なお、軽いタッチとは、小さな押圧により、後述する指とタッチ面１０５ａとの接触面積Ｓが小となるタッチ操作を意味し、重いタッチとは、大きな押圧により、後述する指とタッチ面１０５ａとの接触面積Ｓが大となるタッチ操作を意味する。
【００１６】
タッチスイッチ部１００は、図１（ａ）に示すように、車両の例えばインスツルメントパネル５０に装着される。このタッチスイッチ部１００は、タッチ操作を行なうタッチ面１０５ａを表面に有するタッチパネル１０５と、タッチ面１０５ａと略平行に配置される検出電極１１０を有している。タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させるため、タッチパネル１０５の裏面にはアクチュエータ１２０が固定され、接続アダプタ１２５を介して電極ベース１１５が所定の距離ｄとなる位置に配置されている。
【００１７】
タッチパネル１０５は、図３に示すように、操作者の指７０がタッチ面１０５ａに押圧されるパネル状のものであって、樹脂またはガラスで形成されている。このタッチパネル１０５は、図１に示すように、スナップフィット等の固定手段によりインスツルメントパネル５０に装着されるが、他の固定手段、例えば、ネジ固定、接着による固定等であってもよい。
【００１８】
アクチュエータ１２０は、上記したように、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させるため、積層型のピエゾ素子（電歪素子）が使用できる。印加する電圧を変化させることによって、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させて所定の距離に設定することができる。すなわち、アクチュエータ１２０は、タッチ検出の感度を変化させる感度変化手段として機能する。なお、積層型のピエゾ素子は、ある程度の変化量を得るのに積層数を要するので、図１に示すように、長尺状とし、所定の距離ｄの付近に検出電極１１０を配置するための接続アダプタ１２５を使用している。
【００１９】
上記のアクチュエータ１２０は、ピエゾ素子には限られず、例えば、モータ、ソレノイド等の駆動素子でも使用可能である。
【００２０】
また、実施の形態では、上記のアクチュエータ１２０は、タッチ検出によりスイッチオン等の状態を操作者に触覚呈示するするために、振動発生手段として兼用している。なお、この触覚呈示は、感度変化手段としてのアクチュエータ１２０とは別に独立して振動発生手段を設ける構成としてもよい。
【００２１】
検出電極１１０は、樹脂またはガラスの電極ベース１１５の上に銅等により、図１（ｂ）に示すように、所定の面積でパターンが形成された電極である。この検出電極１１０の表面とタッチ面１０５ａにタッチされた指７０との間で、所定の静電容量を持つコンデンサが形成される。アクチュエータ１２０により、距離ｄが変化することで、指７０との間で形成される静電容量が変化し、タッチ検出の感度を変化させることができる。感度変化は後述するように、車両の走行速度に応じて変化させる。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。上記説明した検出電極１１０は、検出部２００と接続されている。また、タッチ面１０５ａへのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するため、検出電極１１０へ交流電圧を印加する発振器１３０が抵抗Ｒ０を介して接続されている。
【００２３】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００は、内部にＣＰＵ、メモリ等を有し、所定のプログラムにより種々の制御を行なう。ＥＣＵ３００は、検出部２００に接続されると共に、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御する。また、ＬＩＮ、ＣＡＮ等の車内ＬＡＮ４００を介して車速センサ５００に接続され、本実施の形態に係る車両用スイッチ装置１０により制御されるエアコン５１０、オーディオ５２０等の種々の車載機器に接続されて種々の制御信号を送出する。
【００２４】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置１０のタッチ検出部の回路構成図である。検出部２００は、整流器１５０、フィルタ回路１６０、コンパレータ（比較器）１７０等から構成されている。整流器１５０は、例えばダイオード等の整流作用を有するものであれば使用でき、一端が検出電極１１０に接続されている。よって、所定の周波数である交流電圧Ｖｔが入力され、また、検出電極１１０への操作者のタッチ操作により振幅変調された信号が入力される。整流器１５０の他端は、フィルタ回路１６０に接続されている。フィルタ回路１６０は、低周波数領域を通過させるローパスフィルタが使用でき、整流器１５０から入力される信号を平滑化する。フィルタ回路１６０の出力は、コンパレータ１７０に入力される。コンパレータ１７０は、例えば、オペアンプによるコンパレータが使用でき、所定の基準電圧に設定された閾値電圧Ｖrefと比較されて、ＨｉまたはＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力する。なお、上記示した検出部の構成は一例であり、入力信号を整流、平滑、比較する回路を含むものであれば種々の回路を使用でき、また、比較する回路はマイコン（ＣＰＵ）等に信号を取り込んで判断する構成としてもよい。
【００２５】
（車両用スイッチ装置の動作）
図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用スイッチ装置において、時間ｔと車速Ｖcarの関係図、図４（ｂ）は、時間ｔとアクチュエータ電圧Ｖactの関係図である。図４（ａ）に示す例では、車両は、時間ｔ＝０でスタートしてｔ＝ｔ１までの間は車速Ｖcarは略０（ゼロ）、ｔ＝ｔ１から徐々に速度を上げ、ｔ＝ｔ２で加速を停止して略一定速度で走行する場合を考える。ｔ＝ｔ３のときに車両用スイッチ装置１０がタッチ操作されてスイッチオンされると、ｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間で触覚呈示を行なう。
【００２６】
ＥＣＵ３００は、車内ＬＡＮ４００を介して車速センサ５００から車両の車速Ｖcarを取得する。この車速Ｖcarに応じて、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させる。すなわち、図４（ｂ）に示すように、車速Ｖcarに応じてアクチュエータ電圧Ｖactを制御し、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御する。
【００２７】
車両の走行速度が小さいとき、すなわち、車速Ｖcarが小のときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄが車速に対応して増加する方向へアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、タッチ検出の感度を低下させずに感度大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とする。
【００２８】
ここで、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄ〔ｍ〕、検出電極１１０に対向する指７０の接触面積をＳ〔ｍ２〕、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の誘電率をε〔―〕とすると、静電容量Ｃ〔Ｆ〕は、Ｃ＝ε・Ｓ/ｄで算出することができる。従って、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを車速に対応して小とすることにより、静電容量Ｃの変化は大として検出可能となる。すなわち、操作者が指７０を軽くタッチ面１０５ａにタッチするだけで、スイッチオンの判定に要する静電容量変化を得ることができる。これにより、車両の走行速度が小さいとき、軽いタッチで、細かなスイッチ操作あるいは微妙なスイッチ操作等が可能となる。
【００２９】
車両の走行速度が大きいとき、すなわち、車速Ｖcarが大のときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄが車速に対応してさらに増加する方向へアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、タッチ検出の感度を低下させて感度小として重いタッチでスイッチ操作を可能とする。
【００３０】
同様に、静電容量Ｃ〔Ｆ〕は、Ｃ＝ε・Ｓ/ｄで算出することができるので、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを車速に対応して大とする制御により、静電容量Ｃの変化は小として検出可能となる。すなわち、操作者が指７０を強くタッチ面１０５ａにタッチして指の接触面積Ｓが大となるようにタッチ操作しなければ、スイッチオンの判定に要する静電容量変化を得ることができない。これにより、車両の走行速度が大きいとき、重いタッチを要し、車両の振動等の影響を受けにくいスイッチ操作が可能となる。
【００３１】
（他の実施形態）
上記示した距離ｄの制御は、アクチュエータ１２０を正電圧で駆動制御したが、正負の電圧をかけて制御することもできる。図４（ｃ）は、正負の電圧で制御する場合の、時間ｔとアクチュエータ電圧Ｖactの関係図である。ある車速Ｖcar０を境にして、アクチュエータ１２０に正または負の電圧を印加するように構成する。このようにすることで、車両の走行速度が所定の車速Ｖcar０より小さいときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを小さくする方向へ駆動制御し、タッチ検出の感度を増加させて感度大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とする。一方、車両の走行速度が所定の車速Ｖcar０より大きいときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを大きくする方向へ駆動制御し、タッチ検出の感度を低下させて感度小として重いタッチでスイッチ操作を可能とする。また、図４（ｃ）に示すアクチュエータ電圧は、車速Ｖcarに対応したアナログ値としたが、所定の車速Ｖcar０を境にして、正または負の一定値にアクチュエータ電圧Ｖactを設定することで、検出感度を大と小の２値としてもよい。また、２値以外でも複数の離散値に検出感度を設定する構成としてもよい。
【００３２】
ｔ＝ｔ３のときに車両用スイッチ装置１０がタッチ操作されてスイッチオンされると、ｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間で触覚呈示を行なう。すなわち、ＥＣＵ３００は、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御して振動させる。この振動は、タッチスイッチ部１００を直接駆動するので、操作者の指７０に触覚信号が伝わり、スイッチを押したことを認識することができる。
【００３３】
（タッチ検出動作）
図５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態において、検出電極へのタッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのタッチ区間の変化を示すＶｔ−ｔの信号波形図であり、図５（ｂ）は、ローパスフィルタ通過後の信号Ｖｉの信号波形図であり、図５（ｃ）は、コンパレータの出力Ｖｎを示す信号波形図である。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間以外の、タッチ操作していない状態では、発振器１３０により、検出電極１１０に一定振幅Ｖｔの交流電圧が印加されている。操作者がｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間で、検出電極１１０に手指を接触させ、あるいは、近接させると、この区間においてタッチ検出信号ＶｔのレベルがＶｔ１に低下する。図５（ａ）に示すような信号が検出部２００に入力されると、整流作用、平滑作用により図５（ｂ）に示すような信号となり、これがコンパレータ１７０に入力信号として入力される。タッチ検出信号のＶｔとＶｔ１に対応するＶｉとＶｉ１との間に基準電圧である閾値電圧Ｖrefを設定しておくことにより、コンパレータ１７０からＨｉまたはＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力できる。すなわち、操作者がタッチした場合には、タッチ区間でＨｉ信号、タッチしない区間でＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力する。尚、この出力信号Ｖｎは、ＨｉとＬｏが反転した状態で出力することも可能である。これらの動作により静電タッチスイッチ装置として機能することができる。
【００３５】
このタッチ区間においては、図４（ｂ）、（ｃ）で示したように、アクチュエータ電圧に触覚呈示用の振動波形電圧を重畳する。これにより、タッチ区間において、アクチュエータ１２０が振動し、タッチパネル１０５を介して操作者に振動が伝わる。よって、この振動による触覚呈示により、運転中にスイッチを注視しなくてもタッチスイッチ操作が可能となる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
（車両用スイッチ装置の構成）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチ装置の概略構成図である。第１の実施の形態と異なるところは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄ０を変化させずに固定したところである。また、アクチュエータ１２０を触覚呈示のためだけに振動発生手段として設けている。また、タッチ検出の感度を変化させる感度変化手段として、コンパレータ１７０の基準電圧である閾値電圧Ｖref’を車両の走行速度に応じて変化させるところである。
【００３７】
タッチスイッチ部１００は、図６に示すように、車両の例えばインスツルメントパネル５０に装着される。このタッチスイッチ部１００は、タッチ操作を行なうタッチ面１０５ａを表面に有するタッチパネル１０５と、タッチ面１０５ａと略平行に配置される検出電極１１０を有している。タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄ０は所定の一定値とされている。このため、タッチパネル１０５の裏面には検出電極１１０が形成された電極ベース１１６が所定の位置となるように配置されている。また、触覚呈示のためのアクチュエータ１２１がタッチパネル１０５の裏面に固定されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３８】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用スイッチ装置とそれに接続される車両の車載機器等を示す全体概略構成図である。
ＥＣＵ３００は、内部にＣＰＵ、メモリ等を有し、所定のプログラムにより種々の制御を行なう。ＥＣＵ３００は、検出部２００に接続され、検出部２００からのスイッチ操作の出力信号Ｖｎが入力されると共に、車速センサ５００からの車速Ｖcarに応じてコンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を変化させる閾値制御信号Ｖｓを出力する。また、ドライバ回路２２０を介して、触覚呈示のために、アクチュエータ１２１を駆動制御する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
（タッチ検出動作）
図８（ａ）は、本発明の第２の実施の形態において、検出電極へのタッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのタッチ区間の変化を示すＶｔ−ｔの信号波形図であり、図８（ｂ）は、ローパスフィルタ通過後の信号Ｖｉ２の信号波形図であり、図８（ｃ）は、コンパレータの出力Ｖｎを示す信号波形図である。
【００４０】
図８（ａ）に示すように、ｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間以外の、タッチ操作していない状態では、発振器１３０により、検出電極１１０に一定振幅Ｖｔの交流電圧が印加されている。操作者がｔ＝ｔ３〜ｔ４のタッチ区間で、検出電極１１０に手指を接触させ、あるいは、近接させると、この区間においてタッチ検出信号ＶｔのレベルがＶｔ２に低下する。図８（ａ）に示すような信号が検出部２００に入力されると、整流作用、平滑作用により図８（ｂ）に示すような信号となり、これがコンパレータ１７０に入力信号として入力される。
【００４１】
タッチ検出信号のＶｔとＶｔ２に対応するＶｉとＶｉ２との間に閾値電圧Ｖref’が設定されるが、この閾値電圧Ｖref’は車速センサ５００からの車速Ｖcarに応じて変化する。すなわち、ＥＣＵ３００は、車速センサ５００からの車速Ｖcarに応じてコンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を変化させる閾値制御信号Ｖｓを出力する。
【００４２】
車両の走行速度が小さいとき、すなわち、車速Ｖcarが小のときは、コンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を大とする。これにより、タッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのレベル低下が小さいときにもタッチ検出が可能となる。すなわち、タッチ検出の感度を大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とすることができ、コンパレータ１７０からＨｉまたはＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力できる。よって、操作者がタッチした場合には、タッチ区間でＨｉ信号、タッチしない区間でＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力する。尚、この出力信号Ｖｎは、ＨｉとＬｏが反転した状態で出力することも可能である。これらの動作により静電タッチスイッチ装置として機能することができる。
【００４３】
一方、車両の走行速度が大きいとき、すなわち、車速Ｖcarが大のときは、コンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を小とする。これにより、タッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのレベル低下が大きいときだけタッチ検出が可能となる。すなわち、タッチ検出の感度を小として重いタッチでスイッチ操作を可能とすることができ、コンパレータ１７０からＨｉまたはＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力できる。よって、操作者がタッチした場合には、タッチ区間でＨｉ信号、タッチしない区間でＬｏ信号を出力信号Ｖｎとして出力する。尚、この出力信号Ｖｎは、ＨｉとＬｏが反転した状態で出力することも可能である。これらの動作により静電タッチスイッチ装置として機能することができる。
【００４４】
（本発明の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、次のような効果を有する。
（１）第１の実施の形態で示したように、車両の走行速度が小さいとき、すなわち、車速Ｖcarが小のときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄが車速に対応して増加する方向へアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、タッチ検出の感度を低下させずに感度大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とする。また、車両の走行速度が大きいとき、すなわち、車速Ｖcarが大のときは、タッチ面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄが車速に対応してさらに増加する方向へアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、タッチ検出の感度を低下させて感度小として重いタッチでスイッチ操作を可能とする。
（２）特に、車両の走行速度が小さいときは、軽いタッチで細かなスイッチ操作あるいは微妙なスイッチ操作等が可能となる。また、車両の走行速度が大きいときは、重いタッチを要し、車両の振動等の影響を受けにくいスイッチ操作が可能となる。従って、高速走行時のように運転者の指の感覚が鈍っているときでも誤操作しにくいという効果もある。
（３）第２の実施の形態で示したように、車両の走行速度が小さいとき、すなわち、車速Ｖcarが小のときは、コンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を大とする。これにより、タッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのレベル低下が小さいときにもタッチ検出が可能となる。よって、タッチ検出の感度を大として軽いタッチでスイッチ操作を可能とすることができる。また、車両の走行速度が大きいとき、すなわち、車速Ｖcarが大のときは、コンパレータ１７０の閾値電圧Ｖref’を小とする。これにより、タッチ操作によるタッチ検出信号Ｖｔのレベル低下が大きいときだけタッチ検出が可能となる。よって、タッチ検出の感度を小として重いタッチでスイッチ操作を可能とすることができる。
（４）タッチ操作がされたことを振動等により触覚呈示するためのアクチュエータ１２０、１２１を備えるので、運転中にスイッチを注視しなくてもタッチスイッチ操作が可能となる。
【００４５】
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形、応用が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０…車両用スイッチ装置
５０…インスツルメントパネル
７０…指
１００…タッチスイッチ部
１０５…タッチパネル
１０５ａ…タッチ面
１１０…検出電極
１１５…電極ベース
１１６…電極ベース
１２０…アクチュエータ
１２１…アクチュエータ
１２５…接続アダプタ
１３０…発振器
１５０…整流器
１６０…フィルタ回路
１７０…コンパレータ
２００…検出部
２２０…ドライバ回路
３００…ＥＣＵ
４００…車内ＬＡＮ
５００…車速センサ
５１０…エアコン
５２０…オーディオ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に装着され、タッチ面へのタッチ操作に基づいて静電容量を形成する検出電極を備えたタッチスイッチ部と、
前記検出電極に電圧を印加して前記タッチ面へのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するタッチ検出部と、を有し、
前記車両の走行速度に基づいて、前記タッチスイッチ部または前記タッチ検出部におけるタッチ操作のタッチ検出の感度を変化させる感度変化手段を備えたことを特徴とする車両用スイッチ装置。
【請求項２】
前記感度変化手段は、前記タッチスイッチ部において、前記車両の車速センサの出力に基づいて、前記タッチ面と前記検出電極の間の距離を変化させるアクチュエータ部であることを特徴とする請求項１に記載の車両用スイッチ装置。
【請求項３】
前記感度変化手段は、前記タッチ検出部がコンパレータであって、前記車両の車速センサの出力に基づいて前記コンパレータの基準電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両用スイッチ装置。
【請求項４】
前記タッチスイッチ部は、操作者のタッチ操作による前記タッチ面上の指の接触面積の変化による操作荷重の変化を、前記車両の走行速度に応じて前記操作者が感じる軽いタッチ又は重いタッチとして呈示することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用スイッチ装置。
【請求項１】
車両に装着され、タッチ面へのタッチ操作に基づいて静電容量を形成する検出電極を備えたタッチスイッチ部と、
前記検出電極に電圧を印加して前記タッチ面へのタッチ操作に基づく静電容量の変化を検出するタッチ検出部と、を有し、
前記車両の走行速度に基づいて、前記タッチスイッチ部または前記タッチ検出部におけるタッチ操作のタッチ検出の感度を変化させる感度変化手段を備えたことを特徴とする車両用スイッチ装置。
【請求項２】
前記感度変化手段は、前記タッチスイッチ部において、前記車両の車速センサの出力に基づいて、前記タッチ面と前記検出電極の間の距離を変化させるアクチュエータ部であることを特徴とする請求項１に記載の車両用スイッチ装置。
【請求項３】
前記感度変化手段は、前記タッチ検出部がコンパレータであって、前記車両の車速センサの出力に基づいて前記コンパレータの基準電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両用スイッチ装置。
【請求項４】
前記タッチスイッチ部は、操作者のタッチ操作による前記タッチ面上の指の接触面積の変化による操作荷重の変化を、前記車両の走行速度に応じて前記操作者が感じる軽いタッチ又は重いタッチとして呈示することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用スイッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４３５６６（Ｐ２０１２−２４３５６６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２４２１（Ｐ２０１１−１１２４２１）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【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２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【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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