JP4802859B2 - 手動操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された様々な機器を統合的に操作することができる手動操作装置に関する。

近年、車両に搭載された様々な電装品を統合的に操作する仕組みが実現されている。具体的には、ナビゲーション装置やエアコンやオーディオ等の操作に必要な情報をディスプレイに表示させ、乗員がタッチパネルやリモコン等によりディスプレイに表示されたボタンを操作することによって上記機器を操作する仕組みである。

しかしながら、この仕組みはディスプレイを見ながら操作を行う必要があるため、運転者が操作を行う場合、どのボタンがどこに配置されていて、ボタンを操作した結果どのような状態になったのかがわかりづらいという問題がある。

そこで、このような問題を解決するための技術として、下記の特許文献１に記載のような技術が知られている。この技術は、操作位置や状況に応じて反力がコントロールされるいわゆるハプティックデバイスと呼ばれるデバイスに関する技術であり、特許文献１に記載の技術は、反力だけでなく操作方向へ外力を加えるものである。

具体的には、ラジオやＣＤプレイヤーの音量を調節する場合、音量をアップする方向に手動操作部を動かすときには抵抗感を感じるように、反対に、音量をダウンする方向に手動操作部を動かすときには加速感を感じるように手動操作部に外力を負荷する。この結果、音量をアップする際に車室内に出る音が急に大きくなるといった不都合を解消できると共に、音量をダウンしたいときには速やかに音量を絞れるので、オーディオの聴取や会話が妨げられるといった不都合を解消できるという効果が得られる。また、このような制御内容は、手動操作部によってなされる操作の対象機器（例えば、ナビゲーション装置、エアコン、オーディオ等）によって異なるようにもなっている上、これらの対象機器の切り替え自体も手動操作部によって行うことができるようになっている。
特開２００１−８４８７５号公報

しかしながら、上記技術では、車両に搭載された機器（例えばポータブルナビゲーション装置）がユーザによって取り外されたような場合に問題が発生する。例えば、手動操作部によって操作対象の機器を切り替える場面において、割り当てられた機器が実際には存在しないということが起こる。このような場合、ユーザが機器の割り当て場所へ手動操作部を操作したとしても何も起こらず、ユーザは違和感を覚えることとなる。

また、普段使用している車両から他の車両に乗り換えた場合、その乗り換えた車両の手動操作部の反力特性が普段使用している車両のものと異なると、ユーザは違和感を覚えることになる。

また、同一車両であっても直前に他人が運転しており、反力特性がその他人の好みに変更されている場合にも、ユーザは違和感を覚えることになる。
本発明はこのような問題にかんがみなされたものであり、ユーザができるだけ違和感を覚えない手動操作装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の手動操作装置は、手動操作される操作部と、検出部と、アクチュエータと、記憶手段と、受信手段と、制御手段とを備える。このうち、アクチュエータは、操作部に力を与える動力源であり、検出部は、操作部の操作位置を検出する。また、記憶手段は、操作部の操作位置とアクチュエータを動作させるための制御値との関係、および、操作部の操作位置と車両に搭載された機器を操作するために出力する信号との関係が定義されたフォースパターンを記憶可能であり、受信手段は、外部装置からフォースパターンを受信して記憶手段に記憶させる。また、制御手段は、記憶手段が記憶するフォースパターンを読み出し、その読み出したフォースパターンと検出部によって検出された操作部の操作位置とに基づき、アクチュエータを制御するための制御値をアクチュエータへ出力すると共に車両に搭載された機器を操作するための信号を該当機器へ出力する。手動操作装置は、さらに、ユーザの着座を検出する着座検出手段を備え、受信手段は、着座検出手段がユーザの着座を検出した際に、フォースパターンを記憶手段へ記憶させる。なお、ここで言う「操作部の操作位置」というのは、操作部の可動範囲における現在の位置（操作されてどの位置にあるか）のことである。

このようにフォースパターンを外部装置から入力することができるようになっていれば、その外部装置にユーザの好みのフォースパターンを記憶させておくことによって、手動操作装置をユーザの好みのフォースパターンに入れ替えて動作させることができるようになる。このため、ユーザの違和感を軽減することができる。
このようになっていれば、運転席に着座した際に、ユーザは特別な操作をすることなく、適切なフォースパターンによって手動操作装置を利用することができる。

なお、さらに、記憶手段に記憶されているフォースパターンを外部装置へ送信する送信手段も備えているとよい（請求項２）。
このように外部装置へフォースパターンを送信できるようになっていれば、外部装置でフォースパターンを生成等する必要がなくなり、使い慣れている手動操作装置のフォースパターンを他の手動操作装置へ容易に移動させることができる。

ところで、送信手段および受信手段がフォースパターンを送受信する外部装置は、特に、携帯機器であるとよい（請求項３）。ここで言う「携帯機器」というのは、例えば、携帯電話や、ＰＤＡや、電子式のキー等を意味する。なお、この場合には、例えばBluetooth（登録商標）を用いて通信を行うようになっているとよい。

外部装置が、このようなユーザによって普段から持ち運ばれる携帯機器であれば、この携帯機器へ好みのフォースパターンを記憶させておくことによって、例えば、思いついたときに目の前の手動操作装置へフォースパターンをダウンロードさせて使用することができる。つまり、手動操作装置へのフォースパターンのダウンロードが気軽にできるため、本発明の利用率が高まる。

なお、記憶手段が記憶できるフォースパターンは一種類だけであってもよいが、ユーザに対応したフォースパターンを複数記憶できるようになっているとよい。つまり、請求項４に記載のように、手動操作装置は、さらに、ユーザの識別情報を制御手段へ出力するユーザ識別手段を備え、記憶手段は、ユーザに対応したフォースパターンを複数記憶することができ、制御手段は、記憶手段に記憶された複数のフォースパターンのうち、ユーザ識別手段から入力された識別情報に対応するフォースパターンを読み出して制御値や信号の出力を行うようになっているとよい。ここで言う「ユーザ識別手段」としては、例えば、ユーザコードが入力可能となっており、その入力されたコードをユーザの識別情報として出力するものや、ユーザの顔面映像を撮影して、その認識結果に基づいて何らかのコードをユーザの識別情報として出力するもの等が考えられる。

このようになっていれば、毎回、受信手段を介してフォースパターンを記憶手段に記憶させることなく、ユーザは適切なフォースパターンによって手動操作装置を利用することができる。

ところで、他の手動操作装置で用いていたフォースパターンを手動操作装置にダウンロードさせた場合は、そのダウンロードさせたフォースパターンには当該手動操作装置が搭載された車両に存在しない操作対象機器に関するフォースパターンが含まれている場合があり、その場合は不都合が生じる。つまり、Ａ車両にはＤＶＤプレイヤーが装備されていてそのＤＶＤプレイヤーを操作する際に用いられるフォースパターンが用意されている場合、そのフォースパターンを含むフォースパターンを、ＤＶＤプレイヤーが装備されていないＢ車両の手動操作装置にダウンロードさせた場合には、この手動操作装置ではＡ車両においてＤＶＤプレイヤーを操作する際と同様の操作感が得られるが、実際には何も起こらないということが発生する。

したがって、このような不都合を防止するため、手動操作装置は、さらに、制御手段によって読み出されたフォースパターンに定義された操作対象機器が、実際に車両に存在するか否かを判定する対象機器存在判定手段と、対象機器存在判定手段により、車両に存在しない操作対象機器があると判定された場合に、その旨をユーザに報知する報知手段と、を備えているとよい（請求項５）。

このようになっていれば、ユーザは操作対象機器が、自車両に存在しないことを知ることができ、上述したような不都合が生じることを防止することができる。
なお、報知手段によってなされる報知は、聴覚または触覚に訴えるものであるとよい（請求項６）。具体的には、例えば、ブザーが鳴るようになっていたり、「ＤＶＤプレイヤーは本車両には装備されていません」といった内容の合成音声が再生されるようになっていたり、操作部が振動するようになっているとよい。

このように、報知手段によってなされる報知が聴覚または触覚に訴えるものであれば、運転者が視線を前方からそらすことなく、操作対象機器が当該車両に存在しないことを知ることができる。

また、上述した不都合を防止するため、手動操作装置は、さらに、制御手段によって記憶手段から読み出されたフォースパターンに定義された操作対象機器が、実際に車両に存在するか否かを判定する対象機器存在判定手段を備え、制御手段は、対象機器存在判定手段により車両に存在しない操作対象機器があると判定された場合、フォースパターンにおける、その操作対象機器に対応する制御値を所定の制御値へ置き換えるようになっていてもよい（請求項７）。具体的には、例えば、当該操作対象機器に対する操作を行う位置に操作部が移動できないように反力を高めるとよい。

このようになっていても、上述したような不都合が生じることを防止することができる。
ところで、ユーザ識別手段により出力された識別情報に基づいて特定されたユーザと、制御手段が現在読み込んでいるフォースパターンに対応するユーザとが一致しない場合、そのままそのフォースパターンを使用するか否かをユーザに確認する確認手段をさらに備えているとよい（請求項８）。

このような確認手段を備えていれば、ユーザは自身に対応したフォースパターンでないことを確実に知ることができ、不意打ち的に違和感を覚えることを防止することができる。

ところで、上述したようにフォースパターンを入れ替えることができるようになっている場合には、手動操作装置が操作対象の機器へ指示を出力した際に、その旨がユーザにフィードバックされるようになっていると、ユーザはより安心感を覚えることができる。なぜなら、フォースパターンの入れ替えが可能になっているということは、どのフォースパターンが使用されているのかを運転者が失念する場合があると考えられ、その場合に「本当に操作対象機器へ指示が出力されたのであろうか？」とユーザが不安に思うことがあると考えられるからである。

したがって、請求項９に記載のように、フォースパターンには、操作対象機器へ信号を出力された場合にその旨をユーザへ知らせるためにアクチュエータを動作させるためのフィードバック制御値も含まれており、制御手段は、信号を操作対象機器へ出力した際、フィードバック制御値をアクチュエータへ出力するようになっているとよい。

このようになっていれば、ユーザはより安心して手動操作装置を操作することができる。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［構成の説明］
図１は、手動操作装置１１の主要部及び当該手動操作装置１１に接続された機器等を示すブロック図である。手動操作装置１１は、操作部２１と、記憶部１５と、通信部１６と、制御部１７とを備える。そして、通信部１６は、車内ＬＡＮ２８を介して、通信装置２２、オーディオコントローラ２３、エアコンコントローラ２４、ナビゲーション装置２５、着座センサ２６および車室内カメラ２７と接続されている。なお、手動操作装置１１は、車両の運転席付近に設置されており、運転者が運転席に座った状態で操作可能となっている。

操作部２１は、ユーザが操作を行う部位である。操作部２１の内部には、電気モータ３９ａ，３９ｂと、エンコーダ４１ａ，４１ｂとを備える。
電気モータ３９ａ，３９ｂは、制御部１７から入力される制御値に基づいて操作部２１に対して力を与える部位である。

エンコーダ４１ａ，４１ｂは、操作部２１の操作状態（操作位置）を検知するためのセンサである。
記憶部１５は、フォースパターンや画像認識データ（画像認識技術により運転者を特定するために必要なデータ）等を記憶する部位である。なお、フォースパターンというのは、操作部２１の操作状態と電気モータ３９ａ，３９ｂを動作させるための制御値との関係、および、操作部２１の操作状態と車両に搭載された機器（オーディオ、エアコン、ナビゲーション装置等）を操作するための信号との関係を示す値の集合である。なお、フォースパターンは、運転者を特定する情報と関連づけられて、運転者毎に用意されている。

通信部１６は、車内ＬＡＮ２８を介し、車内ＬＡＮ２８に接続された様々な機器等と通信を行う部位である。
制御部１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて様々な処理を実行する部位である。

車内ＬＡＮ２８は、車両内に張り巡らされたＬＡＮであり、当該ＬＡＮに接続された機器（通信装置２２、オーディオコントローラ２３、エアコンコントローラ２４、ナビゲーション装置２５、着座センサ２６、車室内カメラ２７等）は互いに通信を行うことができる。

通信装置２２は、携帯電話やＰＤＡと通信を行う通信装置であり、本実施形態ではBluetooth（登録商標）規格に基づいた通信を行う。
オーディオコントローラ２３は、図示しないオーディオ装置を制御するためのコントローラである。

エアコンコントローラ２４は、図示しないエアコンを制御するためのコントローラである。
ナビゲーション装置２５は、図示しない、表示器や地図ディスクやＧＰＳ受信機等を備え、車両の現在位置を地図と共に表示器に表示させ、経路案内等を実施する。

着座センサ２６は、運転者の着座を検出するセンサであり、運転席の座面に設けられた圧力センサである。
車室内カメラ２７は、車両のルームミラーに内蔵されたカメラであり、主に運転者の顔面部分を撮影するカメラである。

次に、操作部２１の構造について、詳細に説明する。図２は、操作部２１の斜視図であり、図３は操作部２１を側面方向から見た要部断面図、図４は操作部２１を平面方向から見た要部断面図、図５は操作ハンドル３１が除去された操作部２１を上方から見た平面図である。

図２乃至図５から明らかなように、操作部２１は、車両のボディーに取り付けられるベース３２と、ベース３２に設けられた球面軸受３３と、中央部よりもやや下方寄りに設けられた球状部３４ａが球面軸受３３に揺動自在に軸支された操作軸３４と、球面軸受３３の下方に配置されたソレノイド３５と、ソレノイド３５の駆動軸３５ａの上端部に取り付けられた操作軸３４のクランプ部材３６と、球面軸受３３を中心としてベース３２に平行な面内で直交する軸線上に配置された２本の回転軸３７ａ，３７ｂと、各回転軸３７ａ，３７ｂの先端部に固着された２つの大歯車３８ａ，３８ｂと、前記各回転軸３７ａ，３７ｂと平行に配置された２つの電気モータ３９ａ，３９ｂと、当該電気モータ３９ａ，３９ｂの主軸に固着され、前記大歯車３８ａ，３８ｂと噛み合わされる２つの小歯車４０ａ，４０ｂと、前記電気モータ３９ａ，３９ｂの主軸の回転方向及び回転量を検出する２つのエンコーダ４１ａ，４１ｂと、前記操作軸３４の揺動を回転に変換して前記回転軸３７ａ，３７ｂに伝達するＬ字部材４２ａ，４２ｂとからなり、前記操作軸３４の上端部に操作ハンドル３１が取り付けられている。

操作軸３４の下端部は下方に至るほど細くなる円錐形に形成されており、これと対向するクランプ部材３６の上面には、操作軸３４の先端部を挿入可能な略円錐形のくぼみ３６ａが形成されている。したがって、ソレノイド３５をオン操作してクランプ部材３６を上昇させると、くぼみ３６ａ内に操作軸３４の先端部が挿入されて操作軸３４がクランプされ、球状部３４ａを中心とする揺動が禁止される。これに対して、ソレノイド３５をオフしてクランプ部材３６を下降させると、操作軸３４とクランプ部材３６との係合が解除され、操作軸３４は球状部３４ａを中心として揺動可能になる。

Ｌ字部材４２ａ，４２ｂの一辺にはねじ孔４３が開設され、他辺には長孔状の操作軸貫通孔４４が開設されている。このＬ字部材４２ａ，４２ｂは、図３に示すように、操作軸貫通孔４４に操作軸３４を貫通した状態で、一辺がねじ孔４３に挿通されたビス４５によって大歯車３８ａ，３８ｂの側面に締結される。操作軸貫通孔４４の横幅は、操作軸３４との間に生じるバックラッシュを小さくするため、操作軸３４の円滑な摺動を確保可能な範囲で、なるべく操作軸３４の直径に近い値に形成される。また、操作軸貫通孔４４の長さは、操作軸３４の可動範囲と同じか、それよりも大きな値に設定される。したがって、操作ハンドル３１を把持して操作軸３４をセンタ位置から揺動すると、そのＸ方向成分及びＹ方向成分に応じた回転量でＬ字部材４２ａ，４２ｂが旋回し、その回転が大歯車３８ａ，３８ｂ及び小歯車４０ａ，４０ｂを介して各エンコーダ４１ａ，４１ｂに伝達され、制御部１７によって操作軸３４の操作状態が検出される。

操作ハンドル３１は、図２及び図３に示すように、頂面の中央部に透明窓５１を有するドーム状に形成されており、その内部に、図３及び図５に示すように、回路基板５２と、当該回路基板５２の前記透明窓５１と対向する部分に実装された発光素子と受光素子との組み合わせからなるフォトインタラプタ５３と、前記回路基板５２の周辺部に実装された第１及び第２のスイッチ５４，５５とから構成されている。

フォトインタラプタ５３は、前記ソレノイド３５をオンオフ制御するためのものであって、図示しない発光素子から特定波長の光、例えば赤外線を放射し、図示しない受光素子に当該特定波長の光が入射したとき、前記ソレノイド３５をオン制御して前記クランプ部材３６を下降し、当該クランプ部材３６と前記操作軸３４との係合を解除して、操作軸３４の揺動操作を可能にする。なお、当該フォトインタラプタ５３への電源供給と当該フォトインタラプタ５３からの信号伝送は、操作軸３４に挿通されたコード５８によって行われる。

前記第１及び第２のスイッチ５４，５５としては、回転検出操作スイッチ及び押込検出操作スイッチの各機能を有し、当該スイッチの非操作時にはノブがセンタ位置に配置されているものが用いられる。これら第１及び第２のスイッチ５４，５５を操作する第１及び第２のノブ５４ａ，５５ａは、図５に示すように、操作ハンドル３１の外周面に左右対称に設定されており、操作ハンドル３１の外周面に沿ってセンタ位置より矢印（イ）又は（ロ）の方向に回転操作できるほか、矢印（ハ）の方向に押し込み操作できるようになっている。また、これら第１及び第２のスイッチ５４，５５は、第１及び第２のノブ５４ａ，５５ａの各操作方向に操作されることによって任意の機能を実行することができるように構成されている。

電気モータ３９ａ，３９ｂは、操作ハンドル３１の操作に抵抗感を付与するためのものであって、例えば操作ハンドル３１の操作方向の規制、操作ハンドル３１の操作量に応じた操作速度の規制、並びに操作ハンドル３１の停点規制などに適用される。即ち、操作ハンドル３１は、特定の方向に揺動することによって制御しようとする車載電気機器の選択や選択された車載電気機器の機能調整を行うためのものであるので、予め定められた方向に正確に操作できないと、車載電気機器の選択や機能調整を正確に行うことができない。そこで、予め定められた方向への操作ハンドル３１の操作は小さな操作力で行うことができるが、それ以外の方向への操作ハンドル３１の操作には、電気モータ３９ａ，３９ｂを駆動して操作軸３４に操作方向と反対方向のトルクを負荷し、操作ハンドル３１の操作に抵抗感を付与する。これによって、操作者（運転者）は、予定されていない方向に操作ハンドル３１を操作したことを感覚的に知ることができるので、車載電気機器の誤選択や機能調整の誤りを未然に防止することができる。

操作ハンドル３１の操作限界を規制する手段として、機械的な方法、例えば球面軸受３３のエッジに操作軸３４を衝合させるといった方法をとると、操作ハンドル３１を操作する毎に、これら球面軸受３３及び操作軸３４の衝合部に大きな機械力が作用して摩耗が生じるため、摩耗粉が球面軸受３３と操作軸３４の球状部３４ａの間に入り込んで、操作軸３４の操作力が大きくなったり、最悪の場合には操作軸３４の揺動が不可能になるといった不都合を生じやすい。そこで、操作ハンドル３１が予め定められた位置まで操作されたとき、電気モータ３９ａ，３９ｂを駆動して操作軸３４に操作方向と反対方向に例えば衝撃的なトルクを負荷する。このようにすると、操作者（運転者）は操作限界まで操作ハンドル３１を操作したことを感覚的に知ることができるので、それ以上の操作ハンドル３１の操作を停止することができると共に、球面軸受３３のエッジと操作軸３４との衝合が防止されて摩耗粉の発生が低減され、摩耗粉の発生に起因する上記の不都合を未然に防止することができる。また、電気モータ３９ａ，３９ｂのトルクによって、操作ハンドル３１をセンタ位置まで自動的に復帰させることができ、操作ハンドル３１の操作性を良好なものにすることができる。

次に、手動操作装置１１を構成する制御部１７及び記憶部１５について、図１よりも詳細なブロック図（図６）を用いて説明する。
図６に示すように、制御部１７は、モータードライバ６１、照合部６２、フォースパターン保持部６３、フォースパターン入出力部６４とを備える。なお、これらは論理的な機能ブロックであり、実際は図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等によって実現される。

モータードライバ６１は、照合部６２から出力された結果（モータ出力値）に基づいて、電気モータ３９ａ，３９ｂを駆動させるための駆動信号を出力する。
照合部６２は、フォースパターン保持部６３が保持するフォースパターンと、エンコーダ４１ａ，４１ｂから出力された位置信号とを照合し、モータードライバ６１へ出力する結果（モーター出力値）を決定する。

フォースパターン保持部６３は、記憶部１５から読み込んだフォースパターンを１セットだけ保持しており、照合部６２が参照可能に構成されている。
フォースパターン入出力部６４は、記憶部１５に記憶されているフォースパターンを通信部１６を介して外部に送信すると共に、通信部１６を介して外部から受信したフォースパターンを記憶部１５に記憶させる。

一方、記憶部１５は、フォースパターンを複数セット記憶する。ここで、その中の１セットのフォースパターンについて、図７に示す表を用いて具体的に説明する。図７に示す表は、操作ハンドル３１の可動範囲をＸ方向に８等分、Ｙ方向に８等分し、等分された各領域内に手動操作部が操作された場合における電気モータ３９ａ，３９ｂの駆動・停止と回転方向とが符号化されて並べられたものである。各セル内に記載された符号並びに数字は、上段が第１の電気モータ３９ａの駆動・停止と回転方向、中段が第２の電気モータ３９ｂの駆動・停止と回転方向とを示しており、符号「＋」はモータの正転、符号「−」はモータの逆転を示している。なお、数字「０」は電気モータ３９ａ，３９ｂが回転しないことを表し、数字「１」は電気モータ３９ａ，３９ｂが回転することを表している。また、下段は、操作対象機器を識別する符号（「Ａ」や「Ｂ」）と制御信号値（「８」や「３」）を示している。なお、「＊」は、操作対象機器が設定されていないことを意味する。

このテーブルにしたがえば、（Ｘ３，Ｙ０）〜（Ｘ３，Ｙ７）の領域、（Ｘ４，Ｙ０）〜（Ｘ４，Ｙ７）の領域、（Ｘ０，Ｙ３）〜（Ｘ７，Ｙ３）の領域及び（Ｘ０，Ｙ４）〜（Ｘ７，Ｙ４）の領域内で操作ハンドル３１を操作した場合には、いずれの電気モータ３９ａ，３９ｂも回転されずに操作ハンドル３１の動きに電気モータ３９ａ，３９ｂの回転に伴う抵抗感が付与されず、操作ハンドル３１をこれ以外の他の領域内で操作した場合には、少なくともいずれか一方の電気モータ３９ａ，３９ｂが回転して、操作ハンドル３１の動きに電気モータ３９ａ，３９ｂの回転に伴う抵抗感が付与されるようになっている。そして、例えば、（Ｘ３，Ｙ０）〜（Ｘ３，Ｙ１）の領域及び（Ｘ４，Ｙ０）〜（Ｘ４，Ｙ１）の領域に操作ハンドル３１が存在する場合には、符号「Ａ」によって示される機器に値「４」が通信部１６を介して出力されるようになっている。なお、図７には示さなかったが、各フォースパターンには、当該フォースパターンを識別するための情報や、当該フォースパターンに対応づけられたユーザ特定情報等が含まれている。

［動作の説明］
次に、手動操作装置１１の動作について説明する。
（１）操作部制御処理
制御部１７が実行する操作部制御処理について図８のフローチャートを用いて説明する。この処理は、手動操作装置１１へ電力が供給されると実行が開始される処理であり、主に照合部６２が主導して実行する処理である。

まず、照合部６２が、エンコーダ４１ａ，４１ｂの出力に変化があったか否かを判定する（Ｓ７０）。エンコーダ４１ａ，４１ｂの出力に変化があったと判定した場合には（Ｓ７０：Ｙｅｓ）、Ｓ７５へ処理を移行し、エンコーダ４１ａ，４１ｂの出力に変化がなかったと判定した場合は（Ｓ７０：Ｎｏ）、本ステップにとどまる。

エンコーダ４１ａ，４１ｂの出力に変化があったと判定した場合に進むＳ７５では、照合部６２は、フォースパターン保持部６３に保持されているフォースパターンを参照し、エンコーダ４１ａ，４１ｂの位置信号に対応する電気モータ３９ａ，３９ｂへの出力値を特定する。そして、その出力値によってモータードライバ６１が、電気モータ３９ａ，３９ｂを駆動させる。

続いて、照合部６２は、当該フォースパターンにおけるエンコーダ４１ａ，４１ｂの位置信号に対応した領域に操作対象機器についての符号が設定されているか否かを判定する（Ｓ８０）。これは、図７における該当するセルの下段に「Ａ−８」のようにデータが設定されているか否かを判定することである。操作対象機器についての符号が設定されていると判定した場合には（Ｓ８０：Ｙｅｓ）、Ｓ６５へ処理を移行し、操作対象機器についての符号が設定されていないと判定した場合は（Ｓ８０：Ｎｏ）、上述したＳ７０へ処理を戻す。

操作対象機器についての符号が設定されていると判定した場合に進むＳ８５では、照合部６２は当該符号に対応する操作対象機器へ制御信号値を通信部１６を介して送信する。そして、Ｓ７０へ処理を戻す。

以上、操作部制御処理について説明したが、Ｓ７０〜Ｓ８５までの処理が１０ｍｓ以下で実行されるようになっていることを付言しておく。
（２）フォースパターンの転送
次に、図９のラダーチャートを用いて、フォースパターンが手動操作装置Ａから読み出され、手動操作装置Ｂへ記憶される様子について説明する。

手動操作装置Ａにおいて、反力特性や機能割り当て（操作ハンドル３１がどの位置にあると、どの機器のどの機能に対応しているかという関係）の設定が行われ、フォースパターンとして記憶部１５に記憶されたとする（Ｓ１０５）。この状態で、フォースパターンの送信指示を運転者から受け付けると（Ｓ１１０）、記憶部１５からフォースパターンが読み出され、通信装置２２を介してBluetooth（登録商標）規格の通信によってフォースパターンが携帯電話へ送信される（Ｓ１１５）。

すると、携帯電話は、手動操作装置Ａからフォースパターンを受け取り（Ｓ１２０）、受け取ったフォースパターンを内蔵メモリに記憶する（Ｓ１２５）。
その後、手動操作装置Ｂにおいて、運転者が運転席に座ったことを契機に、ユーザ認識が行われて運転者が特定される（Ｓ１３０）。そして、特定された運転者用のフォースパターンを携帯電話から取得する旨の指示を運転者から受け付けると（Ｓ１３５）、フォースパターンの送信を携帯電話へ依頼する（Ｓ１４０）。

フォースパターンの送信を依頼された携帯電話は、フォースパターンを手動操作装置Ｂへ送信する（Ｓ１４５）。
手動操作装置Ｂは、携帯電話から送信されたフォースパターンを受信すると（Ｓ１５０）、受信したフォースパターンを記憶部１５に記憶する（Ｓ１５５）。そして、そのフォースパターンを制御部１７のフォースパターン保持部６３に読み込んで電気モータ３９ａ，３９ｂの制御を開始する（Ｓ１６０）。

このようにして、手動操作装置Ａに記憶されていたフォースパターンが携帯電話を介して手動操作装置Ｂへ移されることにより、手動操作装置Ｂにおいて手動操作装置Ａと同様の操作感や使い勝手が得られるようになる。

（３）フォースパターン記憶処理
次に、制御部１７が実行するフォースパターン記憶処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、このフォースパターン記憶処理の一部が、上述した図９のラダーチャートにおける、手動操作装置ＢのＳ１３０〜Ｓ１６０に対応する。またこのフォースパターン記憶処理は、運転者が運転席に座った際（着座センサ２６により着座が検知された際）に実行が開始される処理であり、主にフォースパターン入出力部６４が主導して実行する処理である。

まず、フォースパターン入出力部６４が、ポーリングを行う（Ｓ２０５）。これは、通信装置２２を介してBluetooth（登録商標）規格の通信が可能な機器に対して応答を求める処理である。

続いて、ポーリングの結果、応答した機器が存在するか否かを判定する（Ｓ２１０）。応答した機器が存在したと判定した場合は（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、応答した機器を制御部１７のＲＡＭ内に登録する（Ｓ２１５）。そして、Ｓ２２０へ処理を進める。

一方、応答した機器は存在しなかったと判定した場合は（Ｓ２１０：Ｎｏ）、Ｓ２２０へ処理を進める。
Ｓ２２０では、フォースパターン入出力部６４はユーザ認識を行う。これは、車室内カメラ２７が撮影した映像から画像認識技術により、運転席に座っている人物が誰なのかを特定することである。特定に必要な情報は、予め記憶部１５等に記憶されている。なお、ユーザＩＤのようなものを運転者に入力させることにより、特定するようになっていてもよい。

続いて、フォースパターン入出力部６４は、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンに対応するユーザとＳ２２０で特定したユーザとが一致するか否かを判定する（Ｓ２２５）。このＳ２２５において、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンに対応するユーザとＳ２２０で特定したユーザとが一致すると判定した場合は（Ｓ２２５：Ｙｅｓ）、本処理（フォースパターン記憶処理）を終了する。なお、この場合は、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンが引き続き利用されることになる。一方、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンに対応するユーザとＳ２２０で特定したユーザとが一致しないと判定した場合は（Ｓ２２５：Ｎｏ）、Ｓ２３０へ処理を進める。

Ｓ２３０では、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンをそのまま使用し続けるか否かを運転者に問い合わせる。この問い合わせは、オーディオコントローラ２３に対して音声データを送信し、例えば「現在セットされているフォースパターンをそのまま使用しますか？」というような音声をオーディオ装置から出力させることによって行う。そして、エンコーダ４１ａ，４１ｂが、運転者によって操作された操作部２１の状態を検知し、その検知状態によって運転者の意志を判断する。

この結果、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンをそのまま使用し続ける旨の意志を運転者が示したと判断される場合は、本処理（フォースパターン記憶処理）を終了する。なお、この場合は、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンが引き続き利用されることになる。一方、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンをそのまま使用し続けない旨の意志を運転者が示したと判断される場合は、Ｓ２３５へ処理を進める。

Ｓ２３５では、Ｓ２２０で認識した運転者に対応するフォースパターンが記憶部１５に存在するか否かを判定する（Ｓ２３５）。
このＳ２３５において、対応するフォースパターンが記憶部１５に存在すると判定した場合は（Ｓ２３５：Ｙｅｓ）、そのフォースパターンを記憶部１５から読み出してフォースパターン保持部６３へ読み込み（Ｓ２４０）、Ｓ２６０へ処理を進める。一方、対応するフォースパターンが記憶部１５に存在しないと判定した場合には（Ｓ２３５：Ｎｏ）、Ｓ２４５へ処理を進める。

Ｓ２４５では、Ｓ２２０で認識した運転者に対応するフォースパターンがＳ２１５で応答した機器の中に記憶されているか否かを判定する。この判定は、応答した機器に通信装置２２を介して問い合わせることによって行う。なお、Ｓ２１５で応答した機器がなかった場合は無条件にＳ２５５へ処理を進める。

Ｓ２４５において、Ｓ２２０で認識した運転者に対応するフォースパターンがＳ２１５で応答した機器の中に記憶されていると判定した場合は（Ｓ２４５：Ｙｅｓ）、そのフォースパターンを応答した機器から取得し、記憶部１５へ記憶させるとともにフォースパターン保持部６３へ読み込む（Ｓ２５０）。そして、Ｓ２６０へ処理を進める。

一方、Ｓ２４５において、Ｓ２２０で認識した運転者に対応するフォースパターンがＳ２１５で応答した機器の中に記憶されていないと判定した場合は（Ｓ２４５：Ｎｏ）、Ｓ２５５へ処理を進める。

Ｓ２５５では、記憶部１５に予め記憶されている標準のフォースパターンをフォースパターン保持部６３に読み込み、Ｓ２６０へ処理を進める。
Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２５５に続くＳ２６０では、機能チェック処理を実行し、その後、本処理（フォースパターン記憶処理）を終了する。なお、この機能チェック処理については後述する。

このような処理が実行されれば、普段使い慣れている車両のフォースパターンを、他の車両に容易に移動させることができるため、運転する車両が初めての車両であっても、その車両の操作部２１を操作する際の違和感を軽減することができる。

（４）機能チェック処理
次に、上述したフォースパターン記憶処理において呼び出されて実行される機能チェック処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。

フォースパターン入出力部６４は、フォースパターン保持部６３に現在読み込まれているフォースパターンに定義された車載機能の有無を確認する（Ｓ３１０）。具体的には、例えば、現在読み込まれているフォースパターンの中にナビゲーション装置の操作に関するフォースパターンが含まれている場合、当該車両にはナビゲーション装置が搭載されているかどうかという点や、フォースパターンに定義されているナビゲーション装置の機能（例えば、ノースアップ機能）は、車両に搭載されているナビゲーション装置が有している機能であるかどうかという点等を確認することである。

この確認の結果、フォースパターン保持部６３に読み込まれているフォースパターンに定義された車載機能のうち、少なくとも一つは車両内に存在しないと確認された場合は（Ｓ３２０：Ｎｏ）、Ｓ３３０に処理を進める。一方、フォースパターン保持部６３に読み込まれているフォースパターンに定義された車載機能が全て車両内に存在すると確認された場合は（Ｓ３２０：Ｙｅｓ）、本処理（機能チェック処理）を終了し、呼び出し元のフォースパターン記憶処理に戻る。

Ｓ３３０では、車載機能として存在しないと確認された機能について運転者へ報知する。具体的には、オーディオコントローラ２３に対して音声データを送信し、例えば「本車両に搭載されたナビゲーション装置はノースアップ機能を有していません。したがって、ノースアップ表示に切り替えることができません。」というような音声をオーディオ装置から出力させることによって行う。

続いて、車載機能として存在しないと確認された機能に対応する操作部２１の操作位置を、フォースパターン保持部６３に記憶する（Ｓ３４０）。そして、その操作位置における操作部２１の反力が最大になるように、フォースパターン保持部６３に現在読み込んでいるフォースパターンを変更し（Ｓ３５０）、本処理（機能チェック処理）を終了して呼び出し元のフォースパターン記憶処理の後続処理を実行する。

つまり、手動操作装置１１がフォースパターンを新たに読み込んだ際、そのフォースパターンに定義された車載機能の有無を確認し、無い機能があった場合にその旨を運転者へ報知するようになっている。そして、無い機能に対応する操作位置の反力が最大になるようにフォースパターンを変更するようになっている。このため、新たに読み込んだフォースパターンに定義された車載機能が当該車両に存在しないことを運転者は操作前に知ることができる。また、その操作位置の反力が大きくなるようにフォースパターンを変更しているため、その操作位置へ運転者が操作部２１を操作した際にも、当該操作位置に割り当てられた機能が当該車両に存在しないことを運転者は知ることができる。

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、フォースパターンは携帯電話から取得するようになっていたが、通信ネットワークを介してサーバへフォースパターンをアップロードしておき、手動操作装置１１がそれをダウンロードするようになっていてもよい。このようになっていても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
（２）上記実施形態では、新たに記憶した他車のフォースパターンに定義された機能が自車に存在するか否かを確認するようになっていたが、新たに記憶した他車のフォースパターンには定義されていないが、自車には別の機能が存在する場合、その機能を新たに記憶した他車のフォースパターンに追加して定義できるようになっているとよい。具体的には、ナビゲーション装置２５の表示画面等にフォースパターンの設定画面を表示させ、現在使用しているフォースパターンが運転者の所望のフォースパターンになるよう変更させ、その変更させたフォースパターンを用いることによって実現する方法が考えられる。

このようになっていれば、フォースパターンは、より各車両の車載機能の存在有無に対応したフォースパターンとなり、手動操作装置１１の使い勝手が向上する。
（３）上記実施形態においてフォースパターンは、操作部２１の操作状態と電気モータ３９ａ，３９ｂを動作させるための制御値との関係、および、操作部２１の操作状態と車両に搭載された機器（オーディオ、エアコン、ナビゲーション装置等）を操作するための信号との関係を示す値の集合であったが、さらに、操作対象の機器への指示がなされた場合にその旨をユーザへ知らせるために電気モータ３９ａ，３９ｂを動作させるための制御値も含まれているとよい。

このような制御値も含まれていて、かつ、操作対象の機器へ指示がなされた場合に、その制御値を電気モータ３９ａ，３９ｂへ送るようになっていれば、運転者は操作時に操作対象機器へ指示がなされたことを手動操作装置１１から知ることができる。フォースパターンの入れ替えが可能になっているということは、現在どのフォースパターンが使用されているのかを運転者が失念する場合があると考えられ、その場合に「本当に操作対象機器へ指示が出力されたのであろうか？」とユーザが不安に思うことがあると考えられる。したがって、上述したようになっていることにより、ユーザはより安心感を得ることができる。

［特許請求の範囲との対応］
上記実施形態の用語と特許請求の範囲に記載の用語との対応を示す。
エンコーダ４１ａ，４１ｂが検出部に相当し、記憶部１５が記憶手段に相当し、通信部１６が受信手段および送信手段の通信機能部分に相当し、制御部１７が制御手段に相当する。また、上記実施形態では手動操作装置１１と別体となっているが、着座センサ２６が着座検出手段に相当し、車室内カメラ２７がユーザ識別手段に相当する。また、電気モータ３９ａ，３９ｂがアクチュエータに相当する。

また、制御部１７が実行するフォースパターン記憶処理におけるＳ２２５およびＳ２３０が、確認手段により実現される機能に相当する。また、制御部１７が実行する機能チェック処理におけるＳ３１０が、対象機器存在判定手段により実現される機能に相当する。また、制御部１７が実行する機能チェック処理におけるＳ３３０が、報知手段により実現される機能に相当する。

手動操作装置の概略構成を示すブロック図である。 操作部の斜視図である。 操作部を側面方向から見た要部断面図である。 操作部を平面方向から見た要部断面図である。 操作ハンドルが除去された操作部を上方から見た平面図である。 手動操作装置の詳細なブロック図である。 フォースパターンを説明するための表である。 操作部制御処理を説明するためのフローチャートである。 フォースパターンの転送を説明するためのラダーチャートである。 フォースパターン記憶処理を説明するためのフローチャートである。 機能チェック処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１１…手動操作装置、１５…記憶部、１６…通信部、１７…制御部、２１…操作部、２２…通信装置、２３…オーディオコントローラ、２４…エアコンコントローラ、２５…ナビゲーション装置、２６…着座センサ、２７…車室内カメラ、２８…車内ＬＡＮ、３１…操作ハンドル、３２…ベース、３３…球面軸受、３４…操作軸、３４ａ…球状部、３５…ソレノイド、３５ａ…駆動軸、３６…クランプ部材、３６ａ…くぼみ、３７ａ，３７ｂ…回転軸、３８ａ，３８ｂ…大歯車、３９ａ，３９ｂ…電気モータ、４０ａ，４０ｂ…小歯車、４１ａ，４１ｂ…エンコーダ、４２ａ，４２ｂ…Ｌ字部材、４３…ねじ孔、４４…操作軸貫通孔、４５…ビス、５１…透明窓、５２…回路基板、５３…フォトインタラプタ、５４…第１のスイッチ、５４ａ…第１のノブ、５５…第２のスイッチ、５５ａ…第２のノブ、５８…コード、６１…モータードライバ、６２…照合部、６３…フォースパターン保持部、６４…フォースパターン入出力部。

Claims (9)

1. 手動操作される操作部と、
   前記操作部に力を与える動力源であるアクチュエータと、
   前記操作部の操作位置を検出する検出部と、
   前記操作部の操作位置と前記アクチュエータを動作させるための制御値との関係、および、前記操作部の操作位置と車両に搭載された機器を操作するために出力する信号との関係が定義されたフォースパターンを記憶可能な記憶手段と、
   外部装置から前記フォースパターンを受信して前記記憶手段に記憶させる受信手段と、
   前記記憶手段が記憶する前記フォースパターンを読み出し、その読み出したフォースパターンと前記検出部によって検出された前記操作部の操作位置とに基づき、前記制御値を前記アクチュエータへ出力するとともに前記信号を前記機器へ出力する制御手段と、
   ユーザの着座を検出する着座検出手段と、を備え、
   前記受信手段は、前記着座検出手段がユーザの着座を検出した際に、前記フォースパターンを前記記憶手段へ記憶させることを特徴とする手動操作装置。
2. 請求項１に記載の手動操作装置において、
   さらに、前記記憶手段に記憶されている前記フォースパターンを外部装置へ送信する送信手段を備えること、
   を特徴とする手動操作装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の手動操作装置において、
   前記外部装置は携帯機器であること、
   を特徴とする手動操作装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の手動操作装置において、
   さらに、ユーザの識別情報を前記制御手段へ出力するユーザ識別手段を備え、
   前記記憶手段は、ユーザに対応した前記フォースパターンを複数記憶することができ、
   前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された複数の前記フォースパターンのうち、前記ユーザ識別手段から入力された前記識別情報に対応する前記フォースパターンを読み出して前記出力を行うこと、
   を特徴とする手動操作装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れかに記載の手動操作装置において、
   さらに、
   前記制御手段によって前記記憶手段から読み出されたフォースパターンに定義された操作対象機器が、実際に車両に存在するか否かを判定する対象機器存在判定手段と、
   前記対象機器存在判定手段により、車両に存在しない前記操作対象機器があると判定された場合に、その旨をユーザに報知する報知手段と、
   を備えることを特徴とする手動操作装置。
6. 請求項５に記載の手動操作装置において、
   前記報知手段によってなされる報知は、聴覚または触覚に訴えるものであること、
   を特徴とする手動操作装置。
7. 請求項１〜請求項４の何れかに記載の手動操作装置において、
   さらに、
   前記制御手段によって前記記憶手段から読み出されたフォースパターンに定義された操作対象機器が、実際に車両に存在するか否かを判定する対象機器存在判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記対象機器存在判定手段により車両に存在しない前記操作対象機器があると判定された場合、前記フォースパターンにおける、その操作対象機器に対応する前記制御値を所定の制御値へ置き換えること、
   を特徴とする手動操作装置。
8. 請求項４、または、請求項４を引用する請求項５〜請求項７の何れかに記載の手動操作装置において、
   さらに、前記ユーザ識別手段により出力された前記識別情報に基づいて特定されたユーザと、制御手段が現在読み込んでいる前記フォースパターンに対応するユーザとが一致しない場合、そのままそのフォースパターンを使用するか否かをユーザに確認する確認手段を備えること、
   を特徴とする手動操作装置。
9. 請求項１〜請求項８に記載の手動操作装置において、
   前記フォースパターンには、操作対象機器へ前記信号が出力された場合にその旨をユーザへ知らせるためにアクチュエータを動作させるためのフィードバック制御値も含まれており、
   前記制御手段は、前記信号を前記操作対象機器へ出力した際、前記フィードバック制御値を前記アクチュエータへ出力すること、
   を特徴とする手動操作装置。

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