特表 2022-511699 再構成可能な磁気デテントを画定するための電気モータを組み込む車両用セレクタダイヤル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-01

(54)【発明の名称】再構成可能な磁気デテントを画定するための電気モータを組み込む車両用セレクタダイヤル

(51)【国際特許分類】

   B60K 20/02 20060101AFI20220125BHJP

   H01H 19/60 20060101ALI20220125BHJP

   B60K 20/08 20060101ALI20220125BHJP

   G05G 1/08 20060101ALI20220125BHJP

   G05G 5/03 20080401ALI20220125BHJP

   G05G 1/015 20080401ALI20220125BHJP

【ＦＩ】

B60K20/02 A

H01H19/60

B60K20/08

G05G1/08 B

G05G5/03 B

G05G1/015 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021525558

(86)(22)【出願日】2019-11-12

(85)【翻訳文提出日】2021-05-24

(86)【国際出願番号】 IB2019059720

(87)【国際公開番号】W WO2020100043

(87)【国際公開日】2020-05-22

(31)【優先権主張番号】16/190,698

(32)【優先日】2018-11-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516173429

【氏名又は名称】ジーエイチエスピー・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧＨＳＰ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100096758

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100114845

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 雅和

(74)【代理人】

【識別番号】100148781

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 友和

(72)【発明者】

【氏名】バグレー， ジョン トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ベイズ， ジェフリー

【テーマコード（参考）】

3D040

3J070

5G219

【Ｆターム（参考）】

3D040AA01

3D040AA33

3D040AC04

3D040AC36

3D040AC57

3D040AD04

3D040AD05

3D040AF26

3J070AA14

3J070BA17

3J070BA51

3J070CA07

3J070CA46

3J070CA47

3J070CB38

3J070CC71

3J070CE01

3J070DA01

5G219GS21

5G219HT02

5G219KS10

(57)【要約】

本発明は、ステッパモータを含む車両用のセレクタである。手動操作可能な回転部分が、ステッパモータと通信する。表示画面は、回転部分に近接して位置決めされる。位置センサは、当該ステッパモータおよび手動操作可能な回転部分と通信する。回転部分は、ステッパモータの駆動シャフトにおいてステッパモータに結合される。回転部分の手動操作はまた、駆動シャフトも回転させる。ステッパモータは、回転部分の手動操作に触覚構成要素を適用する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用のセレクタであって、
ステッパモータと、
前記ステッパモータと通信する、手動操作可能な回転部分と、
前記ステッパモータおよび前記手動操作可能な回転部分と通信する位置センサであって、
前記回転部分が、前記ステッパモータの駆動シャフトにおいて前記ステッパモータに結合され、
前記回転部分の手動操作がまた、前記駆動シャフトを回転させ、前記ステッパモータが、前記回転部分の前記手動操作に触覚構成要素を適用する、位置センサと、を備える、セレクタ。

【請求項2】

前記回転部分と通信するように位置決めされた表示画面をさらに備える、請求項１に記載のセレクタ。

【請求項3】

前記ステッパモータが、バイポーラハイブリッドステッパモータである、請求項１～２のいずれか一項以上に記載のセレクタ。

【請求項4】

前記位置センサがまた、前記表示画面とも通信する、請求項２～３のいずれか一項以上に記載のセレクタ。

【請求項5】

前記ステッパモータが、複数の歯を有し、ロータ磁石が、前記複数の歯の各歯に配置される、ロータを含む、請求項１～４のいずれか一項以上に記載のセレクタ。

【請求項6】

前記ステッパモータが、少なくとも２００個の歯を有するロータと、対応するロータ磁石と、を含む、請求項５に記載のセレクタ。

【請求項7】

前記ステッパモータが、２相ステータを含む、請求項１～６のいずれか一項以上に記載のセレクタ。

【請求項8】

ユーザインターフェースであって、前記ユーザインターフェースが、前記表示画面に選択的および代替的に表示される複数のセレクタカテゴリを動作させ、前記ユーザインターフェースの動作が、前記複数のセレクタカテゴリのうちの識別されたカテゴリに対応する複数の回転設定点を含むように前記表示画面を変更する、ユーザインターフェースをさらに備える、請求項２～７のいずれか一項以上に記載のセレクタ。

【請求項9】

前記ステッパモータが、前記回転設定点の各々において前記触覚構成要素を生成するように動作する、請求項８に記載のセレクタ。

【請求項10】

前記複数のセレクタカテゴリの各識別されたカテゴリが、対応する一組の回転設定点を含み、各識別されたカテゴリの前記回転設定点が、前記表示画面に表示される、請求項８～９のいずれか一項以上に記載のセレクタ。

【請求項11】

前記触覚構成要素が、前記回転部分の手動操作に部分的に対抗する一貫した抗力構成要素である、請求項１～１０のいずれか一項以上に記載のセレクタ。

【請求項12】

前記触覚構成要素が、第１および第２の停止位置を含み、前記ステッパモータが、前記第１の停止位置における前記回転部分の時計回り方向の過回転を防止し、前記第２の停止位置における前記回転部分の反時計回り方向の過回転を防止するように動作する、請求項８～１１のいずれか一項以上に記載のセレクタ。

【請求項13】

車両用の回転セレクタノブであって、
駆動シャフトおよび少なくとも２００個のロータ磁石を有するロータを有する２相ステッパモータと、
前記駆動シャフトに結合された手動操作可能な回転部分と、
前記回転部分と通信するように位置決めされた表示画面と、
前記表示画面と通信するユーザインターフェースと、
前記ステッパモータおよび前記手動操作可能な回転部分と通信する位置センサであって、
前記ユーザインターフェースが、前記表示画面に選択的および代替的に表示される複数のセレクタカテゴリを動作させ、
前記ユーザインターフェースの動作が、前記複数のセレクタカテゴリのうちの識別されたカテゴリに対応する複数の回転設定点を含むように前記表示画面を変更し、
前記回転部分が、前記識別されたカテゴリの前記複数の回転設定点の間を、選択的におよび手動で回転し、
前記位置センサが、前記複数の回転設定点に対する前記回転部分の位置を監視し、
前記位置センサが、前記ステッパモータと通信し、前記複数の設定点のうちの１つの設定点への前記回転部分の動作が、前記回転部分内の触覚構成要素を画定するように前記ステッパモータを動作させる、位置センサと、を備える、回転セレクタノブ。

【請求項14】

前記触覚構成要素が、振動、デテント力、反抗力構成要素、および停止位置、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の回転セレクタノブ。

【請求項15】

前記表示画面に近接して配置されたセレクタボタンを備える、請求項１３～１４のいずれか一項以上に記載の回転セレクタノブ。

【請求項16】

前記位置センサがまた、前記表示画面とも通信する、請求項１３～１５のいずれか一項以上に記載の回転セレクタノブ。

【請求項17】

前記触覚構成要素が、前記回転部分の手動操作に対抗する、一貫した抗力構成要素である、請求項１３～１６のいずれか一項以上に記載の回転セレクタノブ。

【請求項18】

前記複数の回転設定点が、第１および第２の停止位置を含み、前記ステッパモータが、前記第１の停止位置における時計回り方向の過回転を防止し、前記第２の停止位置における反時計回り方向の過回転を防止するように動作する、請求項１３～１７のいずれか一項以上に記載の回転セレクタノブ。

【請求項19】

車両セレクタノブを動作させるための方法であって、
複数のセレクタカテゴリの識別されたカテゴリを選択するように、ユーザインターフェースを動作させるステップと、
前記識別されたカテゴリに対応する複数の回転設定点を表示するステップと、
ステッパモータの駆動シャフトに取り付けられた回転部分を手動で操作するステップと、
前記回転部分が前記複数の回転設定点の回転設定点に到達したときに、前記回転部分の手動操作に前記触覚構成要素を適用するステップであって、前記触覚構成要素が、前記回転部分を前記回転設定点に少なくとも部分的に位置付けるデテント力、および前記回転部分の前記手動操作に対抗する一貫した抗力構成要素、のうちの１つを含む、適用するステップと、を含む、方法。

【請求項20】

前記ユーザインターフェースの動作が、前記識別されたカテゴリを選択的に変化させ、また、表示画面に表示される前記複数の回転設定点も変化させる、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、車両用のセレクタダイヤルに関し、より具体的には、磁気デテントおよび使用中に再構成することができる他の触覚フィードバックを画定するための電気モータを含む、車両用の手動操作式セレクタダイヤルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の車両内では、回転操作式セレクタダイヤルを利用して、車両の様々な態様を制御するための選択を行うことができる。これらのセレクタダイヤルは、セレクタダイヤルの周囲に位置決めされた様々なデテントによって識別することができる複数の位置を含むことができる。機械式デテントが使用される場合、これらは、セレクタダイヤルに対する場所に固定される。このため、セレクタダイヤルは、典型的に、ユーザによってアクセスすることができる特定の数の潜在的選択位置を含むことしかできない。

【発明の概要】

【0003】

本発明の一態様によれば、車両用のセレクタは、ステッパモータを含む。手動操作可能な回転部分は、ステッパモータと通信する。表示画面は、回転部分と通信する。位置センサは、ステッパモータおよび手動操作可能な回転部分と通信する。回転部分は、ステッパモータの駆動シャフトにおいてステッパモータに結合される。回転部分の手動操作はまた、駆動シャフトも回転させる。ステッパモータは、回転部分の手動操作に触覚構成要素を適用する。

【0004】

本発明の別の態様によれば、車両用の回転セレクタノブは、駆動シャフトを有する２相ステッパモータと、複数のロータ磁石を有するロータと、を含む。手動操作可能な回転部分は、駆動シャフトに結合される。表示画面は、回転部分と通信する。ユーザインターフェースは、表示画面と通信する。位置センサは、ステッパモータおよび手動操作可能な回転部分と通信する。ユーザインターフェースは、表示画面に選択的および代替的に表示される複数のセレクタカテゴリを動作させる。ユーザインターフェースの動作は、複数のセレクタカテゴリの識別されたカテゴリに対応する複数の回転設定点を含むように表示画面を変更する。回転部分は、識別されたカテゴリの複数の回転設定点の間を、選択的におよび手動で回転する。位置センサは、複数の回転設定点に対する回転部分の位置を監視する。位置センサは、ステッパモータと通信する。複数の設定点のうちの１つの設定点への回転部分の動作は、回転部分内の触覚構成要素を画定するようにステッパモータを動作させる。

【0005】

本発明の別の態様によれば、車両セレクタノブを動作させるための方法。ユーザインターフェースは、複数のセレクタカテゴリのうちの識別されたカテゴリを選択するように動作する。複数の回転設定点は、識別されたカテゴリに対応する。ステッパモータの駆動シャフトに取り付けられた回転部分は、手動で操作される。回転部分が複数の回転設定点のうちの１つの回転設定点に到達したときに、触覚構成要素は、回転部分の手動操作に適用される。触覚構成要素は、回転部分を回転設定点に少なくとも部分的に位置付けるデテント力、および回転部分の手動操作に対抗する一貫した抗力構成要素、のうちの１つを含む。

【0006】

本発明のこれらおよび他の態様、目的、および特徴は、以下の明細書、特許請求の範囲、および添付図面を研究することにより、当業者によって理解および認識されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

図面において、

【0008】

【図1】再構成可能な磁気デテントの態様を組み込んだセレクタノブの上面斜視図である。

【図2】再構成可能な磁気デテントの態様を組み込んだセレクタノブの態様の断面図である。

【図3】図２のセレクタノブの分解斜視図である。

【図4】再構成可能な磁気デテントを動作させるためのセレクタノブ内に含まれたステッパモータの概略断面図である。

【図5】再構成可能な磁気デテントに関する表示画面の態様を示すセレクタノブの平面図である。

【図6】セレクタノブの、およびユーザが経験する反抗力の形態で触覚フィードバックを生成するためのステッパモータの操作を示す、概略平面図である。

【図7】複数のセレクタカテゴリのうちの識別されたカテゴリに関連する複数の設定点の例示的な態様を示す、セレクタノブの表示画面の態様の平面図である。

【図8】複数のセレクタカテゴリの識別されたカテゴリに対応する複数の設定点を示すセレクタダイヤルの概略図である。

【図9】複数の選択カテゴリのうちの別々の識別されたカテゴリに対応する、再構成された設定点を示す図８の表示画面の概略図である。

【図10】複数の再構成可能な磁気デテントを利用してセレクタノブを動作させるための方法を例示する概略フロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書における説明の目的のために、用語「上部」、「下部」、「右」、「左」、「後部」、「前部」、「垂直」、「水平」、およびそれらの派生語は、図１で配向された本発明に関連するものとする。しかしながら、それとは反対のことが明記されている場合を除いて、本発明は、様々な代替的な配向が想定され得ることを理解されたい。また、添付図面に例示され、以下の明細書において説明する特定のデバイスおよびプロセスは、添付の特許請求の範囲で定義される発明性のある概念の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、本明細書で開示する実施形態に関連する特定の寸法および他の物理的特性は、特許請求の範囲で別途明記されていない限り、限定するものと見なされるべきではない。

【0010】

図１～図９に例示するように、参照番号１０は、一般に、車両１２の態様に関して様々な選択を行うための、車両１２内で利用されるセレクタノブを指す。セレクタノブ１０は、インストルメントパネル、コンソール１４、ハンドル、または車両１２の乗員室１６内の他の類似の領域内に組み込むことができる。デバイスの様々な態様によれば、車両１２用のセレクタノブ１０は、ステッパモータ１８と、ステッパモータ１８と通信する手動操作可能な回転部分２０と、を含むことができる。表示画面２２は、回転部分２０と通信するように位置決めされる。位置センサ２４は、ステッパモータ１８および手動操作可能な回転部分２０と通信する。典型的に、回転部分２０は、ステッパモータ１８の駆動シャフト２６において、ステッパモータ１８に結合される。回転部分２０の手動操作２８はまた、駆動シャフト２６を手動で操作する役割も果たす。位置センサ２４およびステッパモータ１８を利用して、回転部分２０が中心回転軸３２の周りを移動するときに、ステッパモータ１８は、回転部分２０の手動操作２８に、起電触覚構成要素３０を適用する。

【0011】

図１～図９を再度参照すると、セレクタノブ１０は、別個の部品とすることができる、またはセレクタノブ１０の一部分に組み込むことができる、ユーザインターフェース４０を含むことができる。ユーザインターフェース４０は、セレクタノブ１０を再構成して、複数のセレクタカテゴリ４２のいずれか１つに対応するように動作させることができる。これらの複数のセレクタカテゴリ４２は、複数のセレクタカテゴリ４２の識別されたカテゴリ４６に対応する複数の設定点４４の形態で、表示画面２２に選択的および代替的に表示することができる。ユーザインターフェース４０の動作に応じて、識別されたカテゴリ４６に対応する複数の回転設定点４４を含むように、表示画面２２を再構成することができる。このように、複数のセレクタカテゴリ４２の各識別されたカテゴリ４６は、一意の一組の対応する回転設定点４４を含むことができる。表示画面２２は、車両１２の様々な場所のうちの任意の１つ以上に位置決めすることができる。そのような場所としては、インストルメントパネル、中央コンソール、ヘッドアップディスプレイの一部、セレクタノブ１０上、または車両１２内の他の場所が挙げられるが、これらに限定されない。

【0012】

例示であって、限定するものではないが、１つの識別されたカテゴリ４６は、車両１２用の様々なトランスミッション設定に対応する複数の回転設定点４４を含むギヤシフト５０（図１および図７に例示する）を含むことができる。図７に示すように、これらの回転設定点４４は、ドライブ（Ｄ）、ニュートラル（Ｎ）、リバース（Ｒ）、ならびにＤ、Ｎ、およびＲに加えて、複数の個々のギヤ設定に対応することができる。これらの複数の設定点４４はまた、パーク（Ｐ）の設定も含むことができる。加えて、「パーク」の特定の設定は、所望される際、車両１２がパーク位置にあることを確実にするための別個のインターフェース内に含むことができる。この別個のセレクタは、セレクタボタン５２などの別個のインターフェースの形態とすることができる。このセレクタボタン５２は、セレクタノブ１０の近くに、ディスプレイ２２の近くに、ハンドル上に、または車両の別の部分内に位置決めすることができる。

【0013】

加えて、様々な実施形態において、表示画面２２は、表示画面２２を、ならびにセレクタボタン５２の頂面５４を、それぞれ、ユーザインターフェース４０によってアクセスされる識別されたカテゴリ４６に基づいて再構成することができるように、セレクタボタン５２を含むことができ、かつ取り囲むことができる。別個の識別されたカテゴリ４６にアクセスした場合、表示画面２２およびセレクタボタン５２の頂面５４を再構成して、それぞれの一組の回転設定点４４に対応する別個のおよび再構成されたしるし５６を表示することができる。

【0014】

デバイスの様々な態様によれば、ユーザインターフェース４０は、セレクタノブ１０の近くに位置決めすることができる。また、ユーザインターフェース４０を、手動操作可能な回転部分２０の近くに位置決めされる第２の回転セレクタ５８とすることができることも想到される。この第２の回転セレクタ５８は、複数のセレクタカテゴリ４２をスクロールさせて、ユーザが所望する識別されたカテゴリ４６に到達するように操作することができる。ユーザインターフェース４０はまた、インストルメントパネル、コンソール１４、ハンドル、またはユーザインターフェース４０を動作させるための車両１２の他の好都合にアクセス可能な部分内などの、車両１２の別個の部分内に位置決めすることもできる。

【0015】

図２～図４を再度参照すると、セレクタノブ１０は、駆動シャフト２６を介してセレクタノブ１０の回転部分２０に結合される電気モータを含むことができる。様々な態様によれば、電気モータは、バイポーラハイブリッドステッパモータ、ダイレクトドライブモータ、サーボモータ、または他の類似の電気モータなどの、ステッパモータ１８とすることができる。典型的に、電気モータは、ステッパモータ１８の形態である。セレクタノブ１０の様々な態様で使用されるステッパモータ１８は、ロータ７０の外周７４内に画定された複数の歯７２を有する歯の外形を有するロータ７０を含むことができる。一例として、限定されないが、ロータ７０の歯の外形は、２つの歯７２しか含まないこと、またはより典型的に、ロータ７０の外周７４内に画定された２００個または４００個の歯７２を含むことができる。加えて、ロータ磁石７６は、典型的に、ロータ７０の各歯７２の端部に配置される。したがって、２００個の歯７２を有するステッパモータ１８は、２００個の磁石を含むことができる。デバイスの様々な態様によれば、ステッパモータ１８は、最高で約４００個以上の歯７２を有するロータ７０を含むことができる。これらの歯７２の各々は、それぞれの歯７２の一部分に取り付けられる専用のロータ磁石７６を含むことができる。多数の歯７２およびロータ磁石７６を使用して、各回転設定点４４は、特定の歯７２に、ロータ７０の特定の回転位置に、またはロータ７０がステータ８０のポール１２２に対して移動する回転距離に対応することができる。

【0016】

多数の磁石をステッパモータ１８のロータ７０内に含むことによって、セレクタノブ１０の回転部分２０の非常に正確な手動操作２８を達成することができる。加えて、多数のロータ磁石７６を使用することによって、セレクタノブ１０によって制御することができる、任意の所与の識別されたカテゴリ４６の複数の設定点４４を再構成することができる。

【0017】

デバイスの様々な態様において、ステッパモータ１８は、典型的に、ロータ７０のロータ磁石７６と連動して動作することができる２相ステータ８０を含むことができる。ステッパモータ１８の動作中に、ステッパモータ１８の２つの相は、電流８２を介して交替作動されて、２相ステータ８０からロータ７０に伝達される回転起電力８４を生成することができる。次に、ロータ７０は、この回転起電力８４を、駆動シャフト２６を通して、起電触覚構成要素３０の形態で、セレクタノブ１０の回転部分２０に伝達する。

【0018】

図１～図９を再度参照すると、セレクタノブ１０の回転部分２０は、ユーザによって手動操作可能であることが想到される。ステッパモータ１８の包含は、触覚構成要素３０を回転部分２０に加えることによって、この手動操作２８を補う役割を果たす。この触覚構成要素３０は、セレクタノブ１０の回転部分２０の手動操作２８中に、ユーザによって受容および知覚することができる。例示であって限定するものではないが、ユーザがセレクタノブ１０の回転部分２０を回転させたときに、回転部分２０が特定の回転設定点４４に到達すると、ステッパモータ１８が作動して、最小の振動１３０またはデテント様の起電力８４を生じさせることができる。ユーザは、回転部分２０を連続的に回転させ、一方でまた、駆動シャフト２６およびロータ７０を介して回転部分２０に送達される触覚構成要素３０を知覚することも可能である。

【0019】

図２および図３に例示するように、位置センサ２４は、ステッパモータ１８およびセレクタノブ１０の回転部分２０と通信するステッパモータ１８の近くに配置される。位置センサ２４は、ユーザインターフェース４０によって選択された識別されたカテゴリ４６に対応する様々な回転設定点４４の相対位置を監視する。ユーザが回転部分２０を手動で操作するとき、位置センサ２４は、回転部分２０の回転位置を監視する。回転部分２０が回転設定点４４に到達しそうであること、または到達したことを位置センサ２４が感知すると、位置センサ２４は、ステッパモータ１８に通信して、触覚構成要素３０を回転部分２０に提供することができる。また、回転設定点４４は、ロータ７０の特定のロータ磁石７６に対応することができる。位置センサ２４とステッパモータ１８との間の通信は、これらの２つの構成要素の間の直接通信とすることができる。この通信はまた、回転部分２０の位置に関する様々な情報、および複数のセレクタカテゴリ４２の各々の複数の回転設定点４４を処理する、プロセッサまたはコントローラ９０を通して生じさせることもできる。コントローラ９０は、この情報を組み合わせて、セレクタノブ１０の回転部分２０に特定の触覚構成要素３０を提供するように、ステッパモータ１８に指示する。

【0020】

触覚構成要素３０を提供するために、ステッパモータ１８は、２相ステータ８０の一対の相を交替作動させることによって達成される様々なステップを通して動作させることができる。ステッパモータ１８の２つの相のこの交替動作中に、ロータ磁石７６は、２相ステータ８０と複数のロータ磁石７６との間の電磁通信を通して操作される。ステータ８０とロータ磁石７６との間で生成される電磁力の強度は、特定の大きさの起電力８４を生成する。この起電力８４は、触覚構成要素３０を生成するのに十分であるように構成される。しかしながら、典型的に、この起電力８４は、ユーザによる回転部分２０の手動操作２８に打ち勝つのに十分ではない。また、ステータ８０とロータ磁石７６との間で生成された起電力８４が、少なくとも１つの方向において、ロータ７０の動作、さらには回転部分２０を停止させるのに十分である場合に、特定の設定点４４が、停止状態を含むことができることも想到される。

【0021】

図２～図４に例示するように、ステッパモータ１８のステータ８０の２つの相はまた、交替および同時の様式で動作させて、ステータ８０に対するロータ７０の半ステップ移動を生成することができる。これらのロータの半ステップ移動は、起電触覚構成要素３０、ならびに複数のセレクタカテゴリ４２の各識別されたカテゴリ４６の隣接するロータ磁石７６の間にあり得る回転設定点４４のより有限な制御を生成することができる。

【0022】

ステッパモータ１８を使用することにより、回転部分２０が摩擦をほとんど経験することなく、セレクタノブ１０の回転部分２０の動作を行わせることができる。ステッパモータ１８のロータ７０およびステータ８０が電磁通信するので、これらの構成要素は、互いに直接物理的に接触しない。したがって、セレクタノブ１０の回転部分２０の回転は、駆動シャフト２６およびロータ７０の同時回転を生成する。この回転は、ステータ８０と直接物理的に係合することなく行われる。したがって、セレクタノブ１０の回転部分２０の手動操作２８中には、ユーザによって最小の摩擦が知覚される。回転部分２０の手動操作２８中にユーザが経験する摩擦または抗力１００の知覚量は、ステッパモータ１８の作動によって変更することができる。そのような実施形態において、位置センサ２４は、ユーザが手動で回転部分２０に及ぼす回転の方向および速度を感知することができる。位置付けセンサは、この手動操作２８を評価し、情報をコントローラ９０に送信して、ステッパモータ１８に、特定の大きさの、および回転部分２０の手動操作２８の反対方向の起電力８４を印加するように指示することができる。この反起電力８４は、回転部分２０上の一貫した抗力構成要素１００として、ユーザによって知覚することができる。この抗力１００は、セレクタノブ１０の回転部分２０のより正確な制御の感触を与えることができる。加えて、２相ステータ８０のポール１２２の作動によって生成されるロータ７０のステップ移動および半ステップ移動のため、反抗力１００の形態の触覚構成要素３０を、実質的に一定で一貫した感触としてユーザに知覚させることができる。

【0023】

例示であって限定するものではないが、ユーザが回転部分２０を時計回り方向１１０に動作させる場合、位置センサ２４は、この運動を感知して、ステッパモータ１８に、ロータ７０および反時計回り方向１１２に反起電力８４を及ぼすように指示することができる。加えて、この起電力８４は、セレクタノブ１０の回転部分２０の手動操作２８によって打ち勝つことができる特定の大きさであるように構成することができる。このように、ステッパモータ１８によって生成された反起電力８４は、反起電力８４または抗力１００によって生成される、より粘着性のある感触を回転部分２０に提供することができる。この粘着性の感触は、特定の識別されたカテゴリ４６がいかなる特定の個々のまたは回転設定点４４も含まず、むしろ選択温度、選択無線周波数、選択無線ボリューム、および他の類似の範囲関連のカテゴリなどの連続選択範囲を含む場合に利用することができる。

【0024】

セレクタノブ１０の回転部分２０の手動操作２８は、触覚構成要素３０と組み合わせられているので、位置センサ２４は、回転部分２０の回転位置を連続的に、または実質的に連続的に監視するように構成される。このように、位置センサ２４は、ステータ８０のポール１２２に送達される電流８２を動作させるための位置付けデータ１２０を、毎秒複数回プロセッサまたはコントローラ９０に提供するように構成される。この構成において、位置センサ２４は、ステータ８０の２つのポール１２２に送達される電流８２の大きさおよび電流８２の場所を較正するのを補助する。位置センサ２４およびコントローラ９０はまた、協働して、どのポール１２２がロータ７０の特定の回転位置に対して電流８２を受信するべきかを決定することもできる。

【0025】

図１～図９に例示するように、触覚構成要素３０は、セレクタノブ１０の回転部分２０の振動１３０の形態とすることができる。この振動１３０は、位置センサ２４が、回転部分２０が特定の回転設定点４４にある、またはその近くにあることを感知する場合に生成することができる。この状態において、位置センサ２４は、コントローラ９０と通信して、２相ステータ８０のポール１２２の間で交流電流８２を即時に送達する。これは、回転設定点４４に関して、時計回り方向１１０と反時計回りの方向１１２との間の起電力８４の即事の交替をもたらす。各回転方向の起電力８４のこの即時の交替は、セレクタノブ１０の回転部分２０の振動１３０として知覚される。この振動１３０は、回転部分２０が特定の回転設定点４４に到達したことを示すことができる。

【0026】

デバイスの様々な態様によれば、回転部分２０に送達される触覚構成要素３０は、ユーザによって触覚の感覚で知覚される磁気デテント１４０の形態とすることができる。この磁気デテント１４０は、セレクタノブ１０の回転部分２０が特定の回転設定点４４に到達した、またはそこに移動して整列したときに、わずかに大きい起電力８４を生成することによって達成することができる。セレクタノブ１０が特定の回転設定点４４から離れて移動すると、起電力８４の停止または減少のいずれかが行われる。ステッパモータ１８によって生成される起電力８４を増加および減少させることによって、ユーザは、回転部分２０の手動操作２８中に、様々な回転設定点４４におけるデテントの存在を知覚することができる。

【0027】

デバイスの様々な態様によれば、触覚構成要素３０は、第１の停止位置１５０および第２の停止位置１５２などの様々な停止位置の形態とすることができる。これらの第１の停止位置１５０および第２の停止位置１５２の各々において、ステッパモータ１８は、第１の停止位置１５０における時計回り方向１１０の過回転を防止するように動作させることができ、さらに、第２の停止位置１５２における反時計回り方向１１２の過回転を防止するように動作させることができる。これらの第１の停止位置１５０および第２の停止位置１５２は、セレクタノブ１０の回転部分２０が選択されたまたは所望の回転範囲１５４内でだけ回転することが所望される場合に使用することができる。第１の停止位置１５０および第２の停止位置１５２の各々では、起電力８４を作動させて、少なくとも１つの方向における回転部分２０の回転を完全に停止させることができる。反対方向への回転部分２０の手動操作２８は、起電力８４を停止または減少させて、ユーザが、第１の停止位置１５０または第２の停止位置１５２から離れた方向に回転部分２０を手動で操作することを可能にする。したがって、これらの第１の停止位置１５０および第２の停止位置１５２を利用して、指定された回転範囲１５４内で複数の回転設定点４４の選択を提供することができる。加えて、この回転範囲１５４内では、様々な選択カテゴリの選択は、この回転範囲１５４内に異なる数の回転設定点４４を生成することができる。ロータ７０の歯７２上に位置決めされた複数のロータ磁石７６を使用することで、ステータ８０とロータ７０との間の電磁気係合が、複数の選択カテゴリの各識別されたカテゴリ４６に対応することができる多数の構成の回転設定点４４を生成することができる。

【0028】

デバイスの様々な態様によれば、ステッパモータ１８を作動させて、特定の識別されたカテゴリ４６の複数の回転設定点４４の各回転設定点４４において触覚構成要素３０を生成することができることが想到される。また、識別されたカテゴリ４６が、複数の回転設定点４４を含むことができ、その一部分だけが、セレクタノブ１０の回転部分２０に送達される触覚構成要素３０を生成し得る、または送達を必要とし得ることも想到される。

【0029】

以下、図５～図９を参照すると、表示画面２２は、セレクタノブ１０の回転部分２０内に位置決めすることができることが想到される。そのような実施形態において、回転部分２０は、セレクタノブ１０の外側縁部１６０の周囲で動作するリングである。回転部分２０内の中央には表示画面２２を位置決めすることができ、ならびに、表示画面２２内には、中央セレクタボタン５２が位置決めされる。

【0030】

デバイスの様々な態様によれば、図１～図９に例示するように、セレクタノブ１０の回転部分２０の動作中に表示画面２２を連続的に再構成することができるように、位置センサ２４が表示画面２２と通信することができることが想到される。例示であって限定するものではないが、回転部分２０の手動操作２８中に、表示画面２２を通して仮想インジケータ１６２を移動させて、識別されたカテゴリ４６の複数の回転設定点４４に対する回転部分２０の相対位置に関する視覚フィードバックをユーザに提供することができる。このように、ユーザは、触覚構成要素３０および視覚のフィードバックの両方を利用して、セレクタノブ１０の回転部分２０を動作させることができる。

【0031】

例示であって限定するものではないが、識別されたカテゴリ４６が選択された場合、表示画面２２は、複数の回転設定点４４の相対位置を反映することができる。ユーザがセレクタノブ１０の回転部分２０、およびステッパモータ１８のロータ７０を回転させると、表示画面２２に表示される回転設定点４４各々に対して表示画面２２を通して移動させるようにアニメーション化されたグラフィックとして、仮想インジケータ１６２を示すことができる。ユーザが回転部分２０を動作させ続けると、仮想インジケータ１６２は、表示画面２２を通してアニメーションとして移動し続ける。このアニメーションは、少なくとも部分的に、回転部分２０が中心回転軸３２の周囲を移動するときに、該回転部分の位置、ならびに回転部分２０および／またはロータ７０の速度を監視および感知する位置センサ２４の動作を通して制御することができる。セレクタノブ１０の特定の態様が、表示画面２２に接続されない場合、または別様にそれと通信しない場合が想到される。そのような実施形態において、触覚構成要素３０は、ユーザに提供される主要なしるしである。

【0032】

デバイスの様々な態様によれば、図１～図９に例示するように、回転セレクタノブ１０は、駆動シャフト２６を有する２相ステッパモータ１８と、ロータ７０の外周７４に位置決めされた複数のロータ磁石７６を有するロータ７０と、を含むことができる。手動操作可能な回転部分２０は、駆動シャフト２６に結合される。表示画面２２は、回転部分２０と通信するように位置決めされ、ユーザインターフェース４０は、表示画面２２と通信する。位置センサ２４は、ステッパモータ１８および手動操作可能な回転部分２０、ならびに表示画面２２と通信する。ユーザインターフェース４０は、表示画面２２に選択的および代替的に表示される複数のセレクタカテゴリ４２の中で選択するように動作する。ユーザインターフェース４０の動作は、複数のセレクタカテゴリ４２のうちの識別されたカテゴリ４６に対応する複数の回転設定点４４を含むように表示画面２２を変更する役割を果たすことができる。回転部分２０は、識別されたカテゴリ４６の複数の回転設定点４４の間で選択的に、および手動で回転する。位置センサ２４は、複数の回転設定点４４に対する回転部分２０および／またはロータ７０の位置を監視する。位置センサ２４がステッパモータ１８と通信するので、複数の設定点４４のうちの特定の設定点４４への回転部分２０の動作は、位置センサ２４を介して、回転部分２０内に触覚構成要素３０を画定するようにステッパモータ１８を動作させる。触覚構成要素３０は、ステッパモータ１８の動作を介して、および駆動シャフト２６とステッパモータ１８および回転部分２０の各々との接続部を通して、回転部分２０に送達され得る。

【0033】

以下、図１～図１０を参照すると、再構成可能な回転設定点４４を提供するためのステッパモータ１８を含むセレクタノブ１０の様々な態様が記載されており、車両セレクタノブ１０を動作させるための方法４００が開示されている。方法４００の様々な態様によれば、ユーザインターフェース４０は、複数のセレクタカテゴリ４２の識別されたカテゴリ４６を選択するように動作する（ステップ４０２）。複数の回転設定点４４は、識別されたカテゴリ４６に対応する表示画面２２に表示される（ステップ４０４）。次いで、セレクタノブ１０の回転部分２０を手動で操作する（ステップ４０６）。セレクタノブ１０の回転部分２０の手動操作２８はまた、ステッパモータ１８の駆動シャフト２６の回転ももたらす。次に、回転部分２０の手動操作２８により、起電触覚構成要素３０の回転部分２０の手動操作２８への適用をもたらす（ステップ４０８）。回転部分２０が複数の回転設定点４４のうちの１つの回転設定点４４に到達した、またはそこに接近したときに、少なくとも駆動シャフト２６を介して、回転部分２０に起電触覚構成要素３０が送達される。デバイスの様々な態様によれば、起電触覚構成要素３０は、回転設定点４４に、またはその近くに回転部分２０を部分的に位置付けるデテント力の１つを含むことができる。起電触覚構成要素３０はまた、回転部分２０の手動操作２８に対抗する、一貫したまたは実質的に一貫した抗力１００も含むことができる。

【0034】

デバイスの様々な態様によれば、再構成可能な回転設定点４４を提供するためのステッパモータ１８を有するセレクタノブ１０の使用は、車両１２の複数のシステムを制御することができる単一のユーザインターフェース４０として使用することができる。例示であって、限定するものではないが、ユーザインターフェース４０は、回転部分２０を有するセレクタノブ１０と併せたユーザインターフェース４０の使用を通して、ＨＶＡＣ制御、エンタテインメントオーディオシステム制御、ナビゲーション制御、駆動条件セレクタ、シート快適条件、照明条件、および他の類似の条件の間で選択することができる。ユーザインターフェース４０およびセレクタノブ１０を動作させることによって、より少ないユーザインターフェース４０の制御を含むように、車両１２のパッセンジャー・コンパートメント１６の内部制御を単純化することができる。単一のセレクタノブ１０を使用することにより、いくつかのシステムは、車両１２内の単一の接点においてアクセスすることができる。この単一の接点をセレクタノブ１０の形態で利用することによって、車両１２の運転者が経験し得る注意散漫を最小にすることもできる。

【0035】

デバイスの様々な態様によれば、セレクタノブ１０の表示画面２２としては、ＬＥＤディスプレイ、液晶ディスプレイ、高解像度ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、および車両１２のユーザまたは乗員によって好都合に視認することができる他の類似のディスプレイ機構が挙げられるが、これらに限定されない、様々なデジタルディスプレイを挙げることができる。また、セレクタノブ１０の動作を通して車両の運転者１２に提供される視覚フィードバックを、インストルメントパネルの、さらにはフロントガラスの一部分に組み込まれたヘッドアップディスプレイに提示することができることも想到される。ヘッドアップディスプレイの使用は、車両１２を取り囲む環境から運転者の注意を実質的にそらすことなく、車両１２の運転者が様々な選択を行うのを支援することができる。

【0036】

本発明の概念から逸脱することなく、上述した構造に対して変形および変更を行うことができることが理解され、さらに、そのような概念が、以下の特許請求の範囲がそれらの文言によって別途明記されていない限り、これらの特許請求の範囲によって網羅されるよう意図されることが理解される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】