申请/专利权人：马自达汽车株式会社

申请日：2018-02-16

公开（公告）日：2020-11-17

公开（公告）号：CN110312980B

主分类号：G05G5/03(20080401)

分类号：G05G5/03(20080401);G05G1/08(20060101);G05G5/06(20060101);G06F3/01(20060101);B60K35/00(20060101);B60R16/02(20060101);G05G25/00(20060101)

优先权：["20170221 JP 2017-029921"]

专利状态码：失效-未缴年费专利权终止

法律状态：2023.01.31#未缴年费专利权终止;2019.11.01#实质审查的生效;2019.10.08#公开

摘要：本发明提供的操作装置10，是根据乘车人员的手动操作对输入部进行操作的转动角θ来控制车载设备4至6的操作装置10，具备：可绕转动轴18a转动的指令器11、检测指令器11的转动角速度dθ的转动角速度运算部21、针对指令器11的每个规定的转动角θ赋予操作反作用力F的马达19、控制由马达19赋予的操作反作用力F的ECU20，其中，ECU20根据转动角速度运算部21检测出的转动角速度dθ变更操作反作用力F。

主权项：1.一种车辆用操作装置，是根据乘车人员的手动操作对输入部进行操作的操作量来控制车载设备的车辆用操作装置，其特征在于包括：操作部，通过乘车人员的手动操作可沿规定的操作轨迹位移；位移速度检测部，检测所述操作部的位移速度；反作用力赋予部，针对所述操作部的每个规定的操作量，向所述操作部赋予操作反作用力；控制部，控制由所述反作用力赋予部赋予的操作反作用力；以及存储器，存储操作反作用力和操作部粘性特性，所述操作反作用力是赋予所述操作部的力，所述操作部粘性特性是将所述操作部的位移速度作为参数而设定的特性，其中，所述控制部，根据所述位移速度检测部检测出的位移速度变更所述操作反作用力，所述控制部，变更由所述操作部粘性特性和乘车人员的肌肉粘性特性决定的所述操作反作用力，以便在所述操作部的操作时作用于乘车人员的负荷变为恒定，所述操作部粘性特性具有以下特性，既，当位移速度小于基准位移速度时，位移速度越大操作反作用力就越大，当位移速度在基准位移速度以上时，无论位移速度如何操作反作用力都为恒定的时间恒定数。

全文数据：车辆用操作装置技术领域本发明涉及一种根据由乘车人员的手动操作对输入部进行操作的操作量来控制车载设备的车辆用操作装置。背景技术以往，已知有一种车辆用操作装置，在显示器上显示用于选择多个车载设备音响、空调等的动作的选择画面，并让乘车人员利用操作部从选择画面选择任意的项目，使车载设备进行与该选择项目对应的功能的动作。在这种车辆用操作装置，在伴随操作部的位移引起的操作反作用力过小的情况下，操作感觉较轻，存在操作过度的担忧。相反，在操作部的位移引起的操作反作用力过大的情况下，操作感觉较重，有产生操作延迟的担忧。在此，基于对乘车人员能产生适当的操作感觉的操作反作用力特性，进行对操作部的控制。例如，在专利文献1中公开了一种车辆用操作装置，根据乘车人员通过手动操作可绕转动轴操作的操纵杆式输入处理装置的操作量，来控制车载设备。该车辆用操作装置具备可绕转动轴转动的操纵杆部、检测车辆的行驶状态的行驶状态检测单元、对操纵杆部赋予操作反作用力的反作用力赋予单元、控制由反作用力赋予单元赋予的操作反作用力的控制单元。控制单元，基于通过行驶状态检测单元检测出的行驶状态，变更表示相对于操纵杆部的操作量的操作反作用力量的操作量-操作反作用力量特性，根据变更后的操作量-操作反作用力量特性设定操作反作用力量。专利文献1的技术，在容易发生操作部的误操作的高速行驶状态下，通过增大操作部的点击感，从而防止乘车人员的未输入。但是，在专利文献1的技术中，仅仅是基于来自行驶状态等外部环境的影响来调整操作部的操作反作用力，并没有考虑人体四肢的力学特性、人体的关节或肌肉等的所谓粘弹性特性以下，称为肌肉弹性特性。为此，专利文献1的技术不能获得在人体工学方面适合乘车人员的操作状况动作的操作感觉。以往技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开公报特开2003-335192号公报发明内容本发明的目的在于提供一种车辆用操作装置，无论操作部的位移速度如何都能够优化乘车人员感觉到的操作反作用力。本发明的一实施方式涉及的车辆用操作装置，是根据乘车人员的手动操作对输入部进行操作的操作量来控制车载设备的车辆用操作装置，包括：通过乘车人员的手动操作可沿规定的操作轨迹位移的操作部；检测所述操作部的位移速度的位移速度检测部；针对所述操作部的每个规定的操作量，向所述操作部赋予操作反作用力的反作用力赋予部；以及，控制由所述反作用力赋予部赋予的操作反作用力的控制部，其中，所述控制部，根据所述位移速度检测部检测出的位移速度变更所述操作反作用力。根据该结构，无论操作部的位移速度如何都能够优化乘车人员感觉到的操作反作用力。附图说明图1是表示第1实施方式涉及的车辆用操作装置的布局的示意图。图2是指令开关的俯视图。图3是车辆用操作装置的方框图。图4是表示初期F-θ特性的示意图。图5是表示指令粘性特性的示意图。图6是表示肌肉粘性特性的示意图。图7A是表示操作经验量较大时的操作反作用力的峰值部的一个例子的示意图。图7B是表示操作经验量较小时的操作反作用力的峰值部的一个例子的示意图。图8是显示内容的例子。图9是包含多个类别的F-θ特性的例子。图10是切换时刻的说明图。图11是操作反作用力控制处理的流程图。图12是基本F-θ特性设定处理的流程图。图13是操作反作用力校正处理的流程图。具体实施方式本发明的基础知识本发明的发明人发现，在乘车人员对操作部进行操作的情况下，在人体工学方面，当乘车人员的肌肉活动较高操作速度加快时，与肌肉活动较低时相比，基于肌肉粘性特性会对乘车人员会产生较大的粘性反作用力粘性值。而且，本发明的发明人还发现，在乘车人员对操作部进行操作的情况下乘车人员感觉到的负荷，可以看作是乘车人员从操作部感受到的操作反作用力以下，称为感觉反作用力和作为自己的运动阻力的粘性反作用力这两种反作用力的和。根据上述发现，如专利文献1的技术所述，即使是基于外部环境的影响操作部的操作反作用力被设定为一定的特性，存在在肌肉活动较高的情况下乘车人员会感觉到较高的感觉反作用力，在肌肉活动较低的情况下乘车人员仅感觉到较低的感觉反作用力的担忧。为此，存在乘车人员有可能对操作部的操作感到不舒服的担忧。特别是，在通过手动操作绕转动轴操作操作部的情况下，因为手指关节或手腕关节等相关的关节较多，所以其动作也比较复杂。为此，基于肌肉粘性特性的粘性反作用力对乘车人员感觉到的负荷的影响不少。基于上述认知，本发明的发明人想到本发明，既，通过考虑乘车人员的肌肉粘性特性，无论操作部的位移速度如何都能够优化乘车人员感觉到的操作反作用力。以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。以下的说明，仅仅是举例说明了本发明在车辆用操作装置中的应用，本发明并不受其适用物或其用途的限制。第1实施方式以下，基于图1至图13对本发明的第1实施方式进行说明。首先，对车辆V的整体构成进行说明。如图1所示，车辆V具备沿车辆宽度方向延伸的仪表盘1、沿前后延伸与仪表盘1的车辆宽度方向中央部连接的操纵台2、配置在操纵台2的右侧的驾驶座位以及方向盘3、配置在操纵台2的左侧的副驾驶座位、操作装置10等。在仪表盘1与操纵台2的连接部分附近配置有音响装置4。在音响装置4的上部形成有空调5空调装置的空调通风口5a。在空调通风口5a的上部配置有可以显示各种画面的显示器7显示部。显示器7，例如，由液晶显示器等构成。显示器7可以显示按音响装置4的类别例如，艺术家、体裁等分类的标题的选择画面、空调5的各种操作功能例如，空调模式、设定温度、风量等的选择画面、导航系统6的各种操作功能例如，检索用画面、路径信息、周边地图信息等的选择画面。在驾驶座位附近的操纵台2的上部位置配置有变速杆8、驻车制动器9以及构成操作装置10的一部分的各种输入开关11至17等。其次，对操作装置10进行说明。如图2、图3所示，操作装置10具备由可转动的指令开关以下，简称为指令器11操作部、选择开关12至14、返回开关15、决定开关16、音量开关17构成的输入开关；根据这些输入开关的操作能控制选择显示器7的显示内容或控制车载设备4至6的ECUElectronicControlUnit20控制部等。指令器11可绕转动轴18a向左右任意的方向转动。在指令器11的顶部设置有压力传感器11a。指令器11通过乘车人员的手动操作绕转动轴18a沿规定的转动轨迹操作轨迹位移。利用压力传感器11a，可以判断乘车人员对指令器11的抓握状态。在乘车人员从上方抓握指令器11的上握状态时，乘车人员的手掌与指令器11的顶部接触。为此，通过压力传感器11a可以检测出规定的压力以上的接触压力。因此，当通过压力传感器11a检测出规定的压力以上的接触压力时，可以判断指令器11的抓握状态处于上握状态。另一方面，在乘车人员从侧面抓握指令器11的横握状态时，因为乘车人员是用手指抓握指令器11，乘车人员的手掌和指令器11的顶部不接触。为此，不能通过压力传感器11a检测所述规定的压力以上的接触压力。因此，当通过压力传感器11a没有检测出所述规定的压力以上的接触压力时，可以判断指令器11的抓握状态处于横握状态。另外，也可以使用应变计或电极来代替压力传感器11a。如图3所示，转动轴18a与设置在指令器11的相反侧位置的转动编码器18的转动轴一体地形成，在它们的中途部分连结有齿轮18b。向指令器11赋予与乘车人员的手动操作相对应的操作反作用力F的马达19反作用力赋予部与转动编码器18并列设置。在作为马达19的输出轴的转动轴19a连结有齿轮19b，该齿轮19b与齿轮18b啮合。压力传感器11a和转动编码器18可以向ECU20输出检测信号。马达19被从ECU20输入指令信号。选择开关12是音响装置4的选择用开关。选择开关13是空调5的选择用开关。选择开关14是导航系统6的选择用开关。当这些选择开关12至14中的任意一个开关被按压操作时，在显示器7显示与从车载设备4至6之中选择的选择开关对应的车载设备的菜单画面。返回开关15，在开关被按压操作时，可以将当前显示的画面返回到被按压操作之前的显示画面。决定开关16，当开关被按压操作时，可以执行被选择的车载设备中的被选择的功能。音量开关17是音响装置4等输出的声音的音量的调节用开关。输入开关12至17可分别向ECU20输出检测信号。其次，对ECU20进行说明。ECU20可根据乘车人员对指令器11进行的绕转动轴18a的手动操作量控制赋予指令器11的操作反作用力F。该操作反作用力F对乘车人员赋予针对每个规定的转动角θ的操作感。ECU20向马达19输出基于后述的指令粘性特性X和F-θ特性W的指令信号。ECU20是由CPU、ROM、RAM等构成的电子控制单元，将存储在ROM中的应用程序加载到RAM，通过CPU的执行进行各种运算处理。如图3所示，ECU20具备转动角速度运算部21位移速度检测部、操作部粘性特性校正部22、抓握状态判断部23、F-θ特性校正部24、马达控制部25、显示控制部26、车载设备控制部27、存储器28等。首先，对转动角速度运算部21进行说明。转动角速度运算部21被从转动编码器18输入转动角θ位移的信号。转动角速度运算部21，基于被输入的转动角θ，运算指令器11的转动角速度dθ位移速度。通常认为，指令器11的转动角速度dθ快时乘车人员的肌肉活动量大，指令器11的转动角速度dθ慢时乘车人员的肌肉活动量小。即，转动角速度运算部21，通过运算指令器11的转动角速度dθ，来检测乘车人员的肌肉活动的状态。其次，对操作部粘性特性校正部22进行说明。操作部粘性特性校正部22，可基于乘车人员的肌肉紧张度变更存储在存储器28中的指令粘性特性X操作部粘性特性的时间恒定数timeconstant。在此，在说明操作部粘性特性校正部22之前先对存储器28进行说明。在存储器28中预先存储有通过实验等求出的初期F-θ特性Wa、Wb和指令粘性特性X。另外，如后所述，通过F-θ特性校正部24，基于初期F-θ特性Wa、Wb作为中间F-θ特性的第1、第2F-θ特性W1、W2被设定。最终，通过F-θ特性校正部24，基于第1、第2F-θ特性W1、W2，用于控制马达19的动作的基本F-θ特性W3被设定。如图4所示，F初期F-θ特性Wa、Wb具有被横轴为指令器11的转动角θ操作量、纵轴为赋予指令器11的操作反作用力而规定的波状特性。如后所述，通过F-θ特性校正部24，这些初期F-θ特性Wa、Wb之中的某一个F-θ特性被选择。初期F-θ特性Wa由前后相邻的两个底部Qa、顶部Pa、周期Ta规定的多个峰值部而构成。即，在周期Ta的期间由前侧底部Qa、顶部Pa以及后侧底部Qa规定一个峰值部。初期F-θ特性Wa具有从前侧底部Qa到后侧的顶部Pa的期间其操作反作用力F以规定的变化率增加的增加倾向。而且，初期F-θ特性Wa具有从顶部Pa到后侧底部Qa的期间比上述变化率大的变化率的减少倾向。初期F-θ特性Wb由与两个底部Qa的操作反作用力F相同的反作用力的前后相邻的两个底部Qb、比顶部Pa的操作反作用力F大的反作用力的顶部Pb、周期TbTb＜Ta规定的多个峰值部而构成。初期F-θ特性Wb具有从前侧底部Qb到后侧顶部Pb的期间其操作反作用力F以规定的变化率增加的增加倾向。而且，初期F-θ特性Wb具有从顶部Pb到后侧底部Qb的期间比上述变化率大的变化率的减少倾向。另外，Sa、Sb表示显示器7的每个显示内容画面的切换时刻。切换时刻Sa、Sb在初期F-θ特性Wa、Wb中被分别预先设定。如图5所示，指令粘性特性X具有被横轴为指令器11的转动角速度dθ、纵轴为与指令器11的操作反作用力F的微分值对应的粘性值而规定的特性。指令粘性特性X具有，当转动角速度dθ小于基准转动角速度Vα时，转动角速度dθ越大其粘性值就越大，当转动角速度dθ在基准转动角速度Vα以上时，无论转动角速度dθ如何其粘性值为一定的时间恒定数的特性。如后所述，基本F-θ特性W3的峰值部的增加倾向变化率，通过F-θ特性校正部24，基于指令粘性特性X而设定。为此，当转动角速度dθ小于基准转动角速度Vα时，转动角速度dθ越大其操作反作用力F就越大。即，当乘车人员的肌肉活动量比与基准转动角速度Vα对应的肌肉活动量低，基于肌肉粘性特性对乘车人员只产生小的粘性反作用力时，肌肉活动量越高操作反作用力F就越大。另一方面，当转动角速度dθ在基准转动角速度Vα以上时，无论转动角速度dθ如何，操作反作用力F恒定。即，当乘车人员的肌肉活动量比与基准转动角速度Vα对应的肌肉活动量高，基于肌肉粘性特性对乘车人员产生较大的粘性反作用力时，无论肌肉活动量如何，操作反作用力F恒定。因此，可以给乘车人员带来适合于肌肉粘性特性的操作感觉。由此，无论肌肉活动量如何可以优化乘车人员从指令器11感觉到的操作反作用力F。图6表示作为在人体工学方面关节角速度和与乘车人员从指令器11感觉到的操作反作用力F的微分值对应的粘性值之间的相关关系的肌肉粘性特性Y。虚线所示的特性y2表示乘车人员的紧张度比实线所示的特性y1高时的特性。点划线所示的特性y3表示乘车人员的紧张度比虚线所示的特性y2高时的特性。肌肉粘性特性Y表示乘车人员的肌肉紧张度越高其下凸状的曲率就变得越缓慢时间恒定数变大，当关节角速度在基准关节角速度Vβ以上时，无论乘车人员的紧张度如何其粘性值收敛于恒定的特性。即，可以说基准关节角速度V8表示肌梭musclespindle的响应速度的极限值。在本实施方式，指令粘性特性X的基准转动角速度Vα基于表示肌梭的响应速度的极限值的肌肉粘性特性Y的基准关节角速度Vβ而设定。返回到对操作部粘性特性校正部22的说明。如图3所示，操作部粘性特性校正部22具有推测乘车人员的肌肉紧张度的肌肉紧张度推测部22a。该操作部粘性特性校正部22以肌肉紧张度推测部22a推测的肌肉紧张度越高指令粘性特性X的时间恒定数就越大的方式变更指令粘性特性X的时间恒定数。如图5所示，虚线所示的特性x2是乘车人员的紧张度与实线所示的特性x1相比高时的特性。点划线所示的特性x3是乘车人员的紧张度与虚线所示的特性x2相比高时的特性。即，指令粘性特性X被设定成具有乘车人员的肌肉紧张度越高上凸状的曲率就变得越缓慢时间恒定数变大，当转动角速度dθ达到基准转动角速度Vα时，无论乘车人员的紧张度如何其粘性值收敛于恒定的时间恒定数的特性。因此，可以使操作反作用力F和作为自己的运动阻力的粘性反作用力这两个反作用力之和所对应的、在操作指令器11时作用于乘车人员的负荷成为基本上恒定，无论乘车人员的肌肉活动如何。由此，可以提高指令器11的操作感觉。肌肉紧张度推测部22a具有操作经验量运算部22b。操作经验量运算部22b计算表示乘车人员操作指令器11的经验的程度的操作经验量。具体而言，操作经验量运算部22b将乘车人员开始指令器11的操作的次数作为指令器11的累积操作次数进行累积计数。然后，操作经验量运算部22b将该指令器11的累积操作次数作为指令器11的操作经验量来计算。例如，操作经验量运算部22b，在通过转动角速度运算部21运算的转动角速度dθ从变成0开始经过了规定时间以上之后，运算出不为0的转动角速度dθ的情况下，判断乘车人员开始了指令器11的操作，进行上述累积计数。当指令器11的累积操作次数较多例如，判断次数为N以上时，可以认为乘车人员已经习惯了指令器11的操作。另一方面，当指令器11的累积操作次数较少例如，判断次数为小于N时，可以认为乘车人员没有习惯指令器11的操作。即，肌肉紧张度推测部22a，将操作经验量运算部22b计算出的指令器11的累积操作次数作为参数，推测乘车人员操作指令器11时的肌肉紧张度。例如，操作经验量运算部22b计算出的指令器11的累积操作次数在规定量以上的情况与指令器11的累积操作次数小于规定量的情况相比，可以认为乘车人员习惯了指令器11的操作。如此，在指令器11的累积操作次数在规定量以上的情况下，肌肉紧张度推测部22a，与指令器11的累积操作次数小于规定量的情况相比，推测乘车人员操作指令器11时的肌肉紧张度较低。其次，对抓握状态判断部23进行说明。抓握状态判断部23，基于来自压力传感器11a的输入信号，判断乘车人员抓握指令器11的状态。当指令器11的顶部的按压力较高时，乘车人员的手掌与指令器11的顶部接触，压力传感器11a检测出规定的压力以上的接触压力。另一方面，当指令器11的顶部的按压力较低时，因为乘车人员的手掌不与指令器11的顶部接触，所以，压力传感器11a没有检测出上述规定的压力以上的接触压力。即，抓握状态判断部23，将表示通过压力传感器11a检测出的接触压力的指令器11的顶部的按压力作为参数，判断乘车人员抓握指令器11的状态。例如，在通过压力传感器11a检测出规定的压力以上的接触压力的情况下，抓握状态判断部23就判断是乘车人员从上方抓握指令器11的上握状态。另一方面，在通过压力传感器11a没有检测出规定的压力以上的接触压力的情况下，抓握状态判断部23就判断是乘车人员从侧面抓握指令器11的横握状态。其次，对F-θ特性校正部24进行说明。F-θ特性校正部24可以变更存储在存储器28的初期F-θ特性Wa、Wb的操作反作用力F以及显示内容的切换时刻Sa、Sb。F-θ特性校正部24，利用操作反作用力调整功能和周期调整功能设定第1、第2F-θ特性W1、W2，最终设定用于控制马达19的动作的基本F-θ特性W3。以下，在没有特别地说明的情况下，对F-θ特性W、波形周期T、波形顶部P、波形底部Q、显示内容的切换时刻S、操作反作用力F，用代表各自的符号进行说明。操作反作用力调整功能，是在受到肌肉粘性特性的影响的状况以及想在规定的转动角θ强调乘车人员感觉到的负荷的状况下，调整顶部P的操作反作用力F的功能。在乘车人员抓握指令器11的状态处于上握状态时，由于操作关联的关节较多，在乘车人员感觉到的负荷中，基于肌肉粘性特性的粘性反作用力的影响较大。因此，F-θ特性校正部24，在乘车人员抓握指令器11的状态处于上握状态时，与上述抓握状态处于横握状态时相比，使操作反作用力F变低。由此，F-θ特性校正部24降低乘车人员感觉到的负荷中的基于指令器11的抓握状态的肌肉粘性特性的影响。而且，如上所述，因为在乘车人员对指令器11的操作经验量较多时，与上述操作经验量较少时相比乘车人员的紧张度较低，所以在乘车人员感觉到的负荷中基于肌肉粘性特性的粘性反作用力的影响较小。因此，F-θ特性校正部24，如图7A所示，在乘车人员对指令器11的操作经验量较多时，利用校正系数α0＜α将顶部P的操作反作用力F校正为1+α×F。由此，F-θ特性校正部24降低乘车人员感觉到的负荷中的基于操作经验的肌肉粘弹性的影响。另外，操作经验量运算部22b，作为操作经验量，也可以不限于对指令器11的累积操作次数，而是计算对指令器11的累积操作时间。而且，操作经验量运算部22b也可以简单地将车辆的行驶时间或行驶距离作为操作经验量来计算。另外，如图7B所示，当乘车人员对指令器11的操作经验量较少时，F-θ特性校正部24也可以利用校正系数α将顶部P的操作反作用力F校正为操作反作用力1-α×F。如图8所示，在包含标题a1至a5的类别A和包含标题b1、b2的类别B被显示在显示器7的状况下，假设乘车人员滚动通过盲击操作选择的标题突出显示。在这种情况下，乘车人员无法在视觉上识别当前选择的标题位置。因此，如图9所示，F-θ特性校正部24，在选择操作被包含在类别A中的标题时，将乘车人员选择位于类别A的开头及结尾位置的两端标题a1、a5时的操作反作用力F的最大值设定为比乘车人员选择标题a2至a4时的操作反作用力F的最大值大。而且，F-θ特性校正部24，将乘车人员选择位于类别A的中央的标题a3时的操作反作用力F的最大值设定为比乘车人员选择与标题a3相邻的标题a2、a4时的操作反作用力F的最大值小。同样，F-θ特性校正部24，在选择操作被包含在类别B中的标题时，将选择端标题b1时的操作反作用力F的最大值设定为比选择与标题b1相邻的类别A的端标题a5时的操作反作用力F的最大值小，比选择与标题b1相邻的标题b2时的操作反作用力F的最大值大。由此，乘车人员可以介于操作反作用力F通过触觉感知到与选择的标题对应的类别迁移了变了。周期调整功能是指在与指令器11的抓握状态对应的操作反作用力F影响乘车人员感觉到的负荷的状况下，调整F-θ特性W的周期T的功能。当乘车人员抓握指令器11的状态处于横握状态时，乘车人员只用指关节进行操作。为此，对于乘车人员而言，转动操作指令器11并不容易，指令器11的操作性较低。因此，当乘车人员抓握指令器11的状态处于横握状态时，F-θ特性校正部24使F-θ特性W的周期T变小。由此，F-θ特性校正部24降低乘车人员对指令器11的操作量。另一方面，F-θ特性校正部24，在乘车人员抓握指令器11的状态处于上握状态时，与上述抓握状态处于横握状态时相比，使F-θ特性W的周期T增大。由此，无论乘车人员抓握指令器11的状态如何，指令器11的操作性都能得以维持。并且，F-θ特性校正部24，在F-θ特性W的各峰值部，分别分配在显示器7显示的显示内容，并根据指令器11的转动角速度dθ，设定显示器7的显示内容的切换时刻S。在图9所示的例子中，基于指令器11的操作量转动角θ，以使F-θ特性W的峰值部的顶部P被包含在各显示期间内的方式对转动角θ分别分配可显示在显示器7的每个标题a1至a5、b1、b2。在图10所示的例子中，F-θ特性校正部24将显示在显示器7的标题a1至a5、b1、b2的切换时刻S设定在从一个周期前的峰值部的顶部P向该顶部P的后侧连续的后侧底部Q之间。另外，切换时刻S的初期位置是后侧底部Q。而且，显示在显示器7的标题，通过后述的显示控制部26持续显示到在相邻的切换时刻S指令器11被操作为止或者到车载设备4至6开始动作为止。F-θ特性校正部24，因为指令器11的转动角速度dθ越快就越使切换时刻S移动到顶部P侧，所以利用校正系数k0＜k＜1将切换时刻S校正为1-k·dθ×S。其次，对马达控制部25、显示控制部26、车载设备控制部27进行说明。马达控制部25将基于通过操作部粘性特性校正部22设定的指令粘性特性X和通过F-θ特性校正部24设定的基本F-θ特性W3的指令信号输出到马达19。由此，马达控制部25将与乘车人员的手动操作量对应的操作反作用力F赋予指令器11。显示控制部26，在乘车人员按压操作选择开关12至15中的任意一个时，在显示器7显示被选择的菜单画面。显示控制部26，如果在显示规定的菜单画面时乘车人员操作了指令器11，就将基于通过波形设定部24设定的基本F-θ特性W3的切换时刻S的指令信号输出到显示器7。由此，显示控制部26在显示器7显示与乘车人员的手动操作量对应的标题显示内容。车载设备控制部27，在乘车人员通过决定开关16的按压操作决定了选择的标题时，将执行与该选择的标题对应的车载设备的功能动作的指令信号输出到该车载设备。其次，基于图11至图13的流程图对操作装置10的操作反作用力控制进行说明。另外，Sii＝1，2…表示各处理的步骤。如图11的流程图所示，首先，在操作反作用力控制的处理中，ECU20读取压力传感器11a或转动编码器18的输出值以及初期F-θ特性Wa、Wb或指令粘性特性X等各种信息步骤S1，然后使处理移到步骤S2。在步骤S2，ECU20判断指令器11是否被操作。例如，在步骤S2，ECU20，根据转动角速度运算部21运算的转动角速度dθ是否不为0，判断指令器11是否被操作。步骤S2的判断的结果，如果判断为指令器11被操作的情况下，ECU20使处理移到步骤S3。在步骤S3，操作部粘性特性校正部22，如上所述，基于转动角速度dθ以及操作经验量进行变更指令粘性特性X的时间恒定数的处理指令粘性特性设定处理。步骤S2的判断的结果，在判断为指令器11没有被操作的情况下，ECU20使处理返回到步骤S1，继续读取信息。在步骤S4，F-θ特性校正部24，如上所述，进行设定基本F-θ特性W3的处理基本F-θ特性设定处理，使处理移到步骤S5。在步骤S5，显示控制部26判断当前指令器11是否被操作到相当于基本F-θ特性W3的切换时刻S的位置转动角θ。步骤S5判断的结果，在判断为指令器11被操作到相当于切换时刻S的位置的情况下，显示控制部26显示相应的显示画面标题步骤S6，使处理移到步骤S7。步骤S5的判断的结果，在判断为指令器11没有被操作到相当于切换时刻S的位置的情况下，显示控制部26使处理移到步骤S7。在步骤S7，车载设备控制单元27判断决定开关16是否被按压。步骤S7的判断的结果，假设车载设备控制部27判断决定开关16被按压了。在这种情况下，车载设备控制单元27，将使执行与乘车人员选择的标题对应的车载设备的功能的指令信号输出到该车载设备步骤S8，并使处理返回到步骤S1。步骤S7的判断的结果，在判断为决定开关16没有被按压的情况下，车载设备控制部27使处理返回到步骤S1。其次，对步骤S4的基本F-θ特性设定处理进行说明。如图12的流程图所示，在基本F-θ特性设定处理中，首先，在S11，操作经验量运算部22b，如上所述，判断乘车人员对指令器11的操作是否开始了。步骤S11的判断的结果，在判断为对指令器11的操作开始的情况下，操作经验量运算部22b将1累加到指令器11的累积操作次数的计数C的值中步骤S12，使处理移到步骤S13。步骤S11的判断的结果，在没有判断为开始对指令器11的操作的情况下，操作经验量运算部22b，假设乘车人员对指令器11的操作正在继续之中，使处理移到步骤S13。在步骤S13，抓握状态判断部23判断乘车人员抓握指令器11的状态是否处于上握状态。步骤S13的判断的结果，在判断为乘车人员抓握指令器11的状态处于上握状态的情况下，F-θ特性校正部24将初期F-θ特性Wa图4作为第1F-θ特性W1来设定步骤S14，使处理移到步骤S16。步骤S13的判断的结果，在判断为乘车人员抓握指令器11的状态不是上握状态的情况下，F-θ特性校正部24判断乘车人员抓握指令器11的状态处于横握状态，将初期F-θ特性Wb图4作为第1F-θ特性W1来设定步骤S15，使处理移到步骤S16。在步骤S16，F-θ特性校正部24，如上所述，校正第1F-θ特性W1的切换时刻S使得指令器11的转动角速度dθ越快则切换时刻S就越移到顶部P侧。在步骤S17，F-θ特性校正部24，将操作反作用力F及切换时刻S被校正的第1F-θ特性W1作为第2F-θ特性W2来设定，并使处理移到步骤S18。在步骤S18，F-θ特性校正部24进行校正操作反作用力F的处理，结束处理。其次，对步骤S18的校正操作反作用力F的处理进行说明。如图13的流程图所示，在校正操作反作用力F的处理中，首先，在步骤S21，F-θ特性校正部24，如图9所示，将各类别内包含的多个标题显示内容分别分配到第2F-θ特性W2的峰值部，使处理移到步骤S22。在步骤S22，F-θ特性校正部24，以在同一类别内相对于显示器7的中央部越位于端侧的标题则标题所对应的最大的操作反作用力F顶部P的操作反作用力F就越大的方式，对在类别内的各个标题被选择时的操作反作用力F进行调整。然后，F-θ特性校正部24使处理移到步骤S23。在步骤S23，F-θ特性校正部24判断在步骤S12累加运算后的计数C是否在判断次数N以上。步骤S23的判断的结果，假设F-θ特性校正部24判断计数C为判断次数N以上。在这种情况下，F-θ特性校正部24，因为乘车人员对指令器11的操作经验量较多，将第2F-θ特性W2的各峰值部的顶部P的操作反作用力F分别增加校正为1+α×F，并使处理移到步骤S25。步骤S23的判断的结果，在判断为计数C小于判断次数N的情况下，由于乘车人员对指令器11的操作经验量较少，F-θ特性校正部24不增加第2F-θ特性W2的各峰值部的顶部P的操作反作用力F，使处理移到步骤S25。在步骤S25，F-θ特性校正部24将实施了各校正的第2F-θ特性W2设定为基本F-θ特性W3，并结束处理。其次，对本实施方式的车辆用操作装置10的作用和效果进行说明。根据该操作装置10，具有针对指令器11的每个规定转动角θ向指令器11赋予操作反作用力F的马达19。为此，可以向乘车人员适当地赋予指令器11的操作感。ECU20根据转动角速度运算部21检测出的转动角速度dθ变更操作反作用力F。因此，无论指令器11的转动角速度dθ如何都可以优化乘车人员感觉到的操作反作用力F。由此，可以消除乘车人员的不适感。因为ECU20根据转动角速度运算部21检测出的转动角速度dθ变更操作反作用力F，从而在指令器11的操作时作用于乘车人员的负荷恒定，可以提高指令器11的操作感觉。因为ECU20使转动角速度运算部21检测出的转动角速度dθ越大则操作反作用力F就增大，可以给予乘车人员适当的操作感觉。而且具备存储将赋予指令器11的操作反作用力F和指令器11的转动角速度dθ作为参数而设定的指令粘性特性X的存储器28，ECU20变更由指令粘性特性X和乘车人员的肌肉粘性特性而决定的操作反作用力F，从而使指令器11的操作时作用于乘车人员的负荷变为恒定。为此，无论乘车人员的肌肉活动如何都可以使作用于乘车人员的负荷恒定。由此，可以提高指令器11的操作感觉。指令粘性特性X具有以下特性，既，当转动角速度dθ小于基准转动角速度Va时，转动角速度dθ越大操作反作用力F就越大，当转动角速度dθ在基准转动角速度Va以上时，无论转动角速度dθ如何操作反作用力F变为恒定的时间恒定数。为此，可以给予乘车人员适当的操作感觉。ECU20具有变更指令粘性特性X的时间恒定数的操作部粘性特性校正部22。为此，可以通过时间恒定数获得适于乘车人员的肌肉粘性特性的指令粘性特性X。操作部粘性特性校正部22具有推测乘车人员的肌肉紧张度的肌肉紧张度推测部22a，以肌肉紧张度推测部22a推测的肌肉紧张度越高指令粘性特性X的时间恒定数就越大的方式变更操作反作用力F。为此，可以得到适于乘车人员的肌肉紧张度的指令粘性特性X。肌肉紧张度推测部22a基于乘车人员对指令器11的操作经验量来推测肌肉紧张度。具体而言，肌肉紧张度推测部22a推测乘车人员对指令器11的操作经验量在规定量以上的情况与对指令器11的操作经验量小于上述规定量的情况相比其肌肉紧张度较低。为此，可以将对指令器11的操作经验量作为参数来推测肌肉紧张度。ECU20根据通过肌肉紧张度推测部22a基于对指令器11的操作经验量而推测的肌肉紧张度来变更操作反作用力F。为此，可以通过对指令器11的操作经验量获得更加适于乘车人员的肌肉紧张度的指令粘性特性X。以下，对部分地变更上述实施方式的变形例进行说明。1在上述实施方式中，对操作装置10具备作为车载设备的音响设备、空调及导航系统，利用指令进行对它们的控制的例子进行了说明。但是，操作设备10也可以控制这些车载设备中的至少一个设备或控制这些车载设备以外的其它车载设备。2在上述实施方式中，对指令器11是绕被固定的转动轴可转动的指令开关的例子进行了说明。但是，操作装置10只要至少具备可以通过乘车人员的手动操作沿规定的操作轨迹位移的开关功能即可。例如，操作装置10也可以替换指令器11具备可沿直线状的移动轨迹滑动的滑动式开关或操纵杆式开关。在这种情况下，只要形成为可沿转动轴向前后左右方向倾斜即可。而且，代替指令器11，还可以适用能够使转动轴在直线上移动的多功能指令器。3在上述实施方式中，对F-θ特性校正部24利用转动角速度θ和指令粘性特性X通过运算设定F-θ特性的例子进行了说明。但是，也可以将针对每个转动角速度考虑了指令粘性特性的F-θ特性作为映射图保存多个。与此相配合，F-θ特性校正部24也可以有选择性地从多个映射中提取任意一个映射。4在上述实施方式中，对肌肉紧张度推测部22a基于对指令器11的操作经验量推测肌肉紧张度的例子进行了说明。但是，也可以代替操作经验量，肌肉紧张度推测部22a通过乘车人员抓握指令器11的状态来推测肌肉紧张度。具体而言，在通过抓握状态判断部23判断乘车人员抓握指令器11的状态处于横握状态的情况下，与被判断为上述抓握状态处于上握状态的情况相比较，肌肉紧张度推测部22a也可以推测肌肉紧张度比较低。而且，也可以将座椅高度或座椅滑动量作为参数来推测肌肉紧张度。根据本实施方式，可以将乘车人员抓握指令器11的状态等作为参数来推测肌肉紧张度。5在上述实施方式中，对F-θ特性校正部24利用规定的判断次数N，在操作经验量较多时增加操作反作用力F，在操作经验量较少时维持操作反作用力F的例子进行了说明。但是，F-θ特性校正部24在操作经验量较少时也可以减少操作反作用力F。而且，F-θ特性校正部24也可以基于操作经验量的增加使操作反作用力F线性地增加。6其它，只要不脱离本发明的主旨，本领域技术人员可以用对上述的实施方式进行各种变形的方式或组合各实施方式的方式来实施本发明，本发明包含上述的变形实施方式。本发明的实施方式的汇总本发明的第一实施方式涉及的车辆用操作装置，是根据乘车人员的手动操作对输入部进行操作的操作量来控制车载设备的车辆用操作装置，包括：通过乘车人员的手动操作可沿规定的操作轨迹位移的操作部；检测所述操作部的位移速度的位移速度检测部；针对所述操作部的每个规定的操作量，向所述操作部赋予操作反作用力的反作用力赋予部；以及，控制由所述反作用力赋予部赋予的操作反作用力的控制部，其中，所述控制部，根据所述位移速度检测部检测出的位移速度变更所述操作反作用力。根据该结构，具有针对操作部的每个规定的操作量向所述操作部赋予操作反作用力的反作用力赋予部。因此，可以适当地向乘车人员赋予对操作部的操作感。而且，控制部根据位移速度检测部检测出的位移速度变更操作反作用力。因此，无论操作部的位移速度如何都能够优化乘车人员感觉到的操作反作用力。由此，可以消除乘车人员的违和感。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，所述控制部，根据所述位移速度检测部检测出的位移速度变更所述操作反作用力，以便在所述操作部的操作时作用于乘车人员的负荷变为恒定。根据该结构，因为以在操作部的操作时作用于乘车人员的负荷变为恒定的方式变更操作反作用力，可以提高操作部的操作感觉。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，所述控制部，当所述位移速度检测部检测出的位移速度越大时，就越使所述操作反作用力变大。根据该结构，因为位移速度检测部检测出的位移速度越大操作反作用力就越变大，可以给乘车人员赋予适当的操作感觉。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，还包括：存储将赋予所述操作部的操作反作用力和所述操作部的位移速度作为参数而设定的操作部粘性特性的存储器，其中，所述控制部，变更由所述操作部粘性特性和乘车人员的肌肉粘性特性决定的所述操作反作用力，以便在所述操作部的操作时作用于乘车人员的负荷变为恒定。根据该结构，无论乘车人员的肌肉活动如何都能使作用于乘车人员的负荷变为恒定。由此，可以提高操作部的操作感觉。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，所述操作部粘性特性具有以下特性，既，当位移速度小于基准位移速度时，位移速度越大操作反作用力就越大，当位移速度在基准位移速度以上时，无论位移速度如何操作反作用力都为恒定的时间恒定数。根据该结构，可以给乘车人员赋予适当的操作感觉。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，所述控制部具有变更所述操作部粘性特性的时间恒定数的操作部粘性特性校正部。根据该结构，通过时间恒定数可以获得适合于乘车人员的肌肉粘性特性的操作部粘性特性。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，所述操作部粘性特性校正部，具有推测乘车人员的肌肉紧张度的肌肉紧张度推测部，以所述肌肉紧张度推测部推测出的所述肌肉紧张度越高所述操作部粘性特性的时间恒定数就越大的方式来变更所述操作反作用力。根据该结构，可以获得适合于乘车人员的肌肉紧张度的操作部粘性特性。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，所述肌肉紧张度推测部，推测乘车人员对所述操作部的操作经验量在规定量以上的情况下的所述肌肉紧张度比对所述操作部的操作经验量小于所述规定量的情况下的所述肌肉紧张度低。根据该结构，可以将乘车人员对操作部的操作经验量作为参数来推测肌肉紧张度。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，还包括：检测乘车人员的手掌对所述操作部的接触压力的压力传感器；基于所述压力传感器检测出的所述接触压力，判断乘车人员对所述操作部的抓握状态是从上方抓握所述操作部的上握状态还是从侧面抓握所述操作部的横握状态的抓握状态判断部，其中，所述肌肉紧张度推测部，推测通过所述抓握状态判断部判断所述操作部的抓握状态处于所述横握状态的情况下的所述肌肉紧张度比通过所述抓握状态判断部判断所述操作部的抓握状态处于所述上握状态的情况下的所述肌肉紧张度低。根据该结构，可以将乘车人员对操作部的抓握状态作为参数来推测肌肉紧张度。而且，在所述的车辆用操作装置，优选，所述控制部，根据通过所述肌肉紧张度推测部基于所述操作部的操作经验量推测出的所述肌肉紧张度来变更所述操作反作用力。根据该结构，通过操作部的操作经验量能获得更适合于乘车人员的肌肉紧张度的操作部粘性特性。

权利要求：1.一种车辆用操作装置，是根据乘车人员的手动操作对输入部进行操作的操作量来控制车载设备的车辆用操作装置，其特征在于包括：操作部，通过乘车人员的手动操作可沿规定的操作轨迹位移；位移速度检测部，检测所述操作部的位移速度；反作用力赋予部，针对所述操作部的每个规定的操作量，向所述操作部赋予操作反作用力；以及，控制部，控制由所述反作用力赋予部赋予的操作反作用力，其中，所述控制部，根据所述位移速度检测部检测出的位移速度变更所述操作反作用力。2.根据权利要求1所述的车辆用操作装置，其特征在于，所述控制部，以在所述操作部的操作时作用于乘车人员的负荷变为恒定的方式，根据所述位移速度检测部检测出的位移速度变更所述操作反作用力。3.根据权利要求2所述的车辆用操作装置，其特征在于，所述控制部，当所述位移速度检测部检测出的位移速度越大时，就越使所述操作反作用力变大。4.根据权利要求1所述的车辆用操作装置，其特征在于还包括：存储器，存储将赋予所述操作部的操作反作用力和所述操作部的位移速度作为参数而设定的操作部粘性特性，其中，所述控制部，变更由所述操作部粘性特性和乘车人员的肌肉粘性特性决定的所述操作反作用力，以便在所述操作部的操作时作用于乘车人员的负荷变为恒定。5.根据权利要求4所述的车辆用操作装置，其特征在于，所述操作部粘性特性具有以下特性，既，当位移速度小于基准位移速度时，位移速度越大操作反作用力就越大，当位移速度在基准位移速度以上时，无论位移速度如何操作反作用力都为恒定的时间恒定数。6.根据权利要求5所述的车辆用操作装置，其特征在于，所述控制部具有变更所述操作部粘性特性的时间恒定数的操作部粘性特性校正部。7.根据权利要求6所述的车辆用操作装置，其特征在于，所述操作部粘性特性校正部，具有推测乘车人员的肌肉紧张度的肌肉紧张度推测部，以所述肌肉紧张度推测部推测出的所述肌肉紧张度越高所述操作部粘性特性的时间恒定数就越大的方式来变更所述操作反作用力。8.根据权利要求7所述的车辆用操作装置，其特征在于，所述肌肉紧张度推测部，推测乘车人员对所述操作部的操作经验量在规定量以上的情况下的所述肌肉紧张度比对所述操作部的操作经验量小于所述规定量的情况下的所述肌肉紧张度低。9.根据权利要求7所述的车辆用操作装置，其特征在于还包括：压力传感器，检测乘车人员的手掌对所述操作部的接触压力；抓握状态判断部，基于所述压力传感器检测出的所述接触压力，判断乘车人员对所述操作部的抓握状态是从上方抓握所述操作部的上握状态还是从侧面抓握所述操作部的横握状态，其中，所述肌肉紧张度推测部，推测通过所述抓握状态判断部判断为所述操作部的抓握状态处于所述横握状态的情况下的所述肌肉紧张度比通过所述抓握状态判断部判断为所述操作部的抓握状态处于所述上握状态的情况下的所述肌肉紧张度低。10.根据权利要求7或9所述的车辆用操作装置，其特征在于，所述控制部，根据通过所述肌肉紧张度推测部基于所述操作部的操作经验量推测出的所述肌肉紧张度来变更所述操作反作用力。

百度查询： 马自达汽车株式会社 车辆用操作装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD