(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置であって、
操作者の手による操作が可能な部材と、
前記部材の動きを制動する制動部と、
現在検出された前記部材の位置と前回検出された前記部材の位置とに基づいて、前記部材の現在の速度を決定し、
前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きを前記制動部に制動させ、
前記部材の位置を繰り返し検出し、
前記部材の動きを停止させる目標位置に関する情報を取得し、
前記目標位置と前記部材の現在の位置との間の差分量と前記部材の現在の速度とに応じて、前記制動部の起動開始タイミングを調整し、
前記部材の現在の動き方向に基づいて、前記入力装置が載置される車の変速機における複数の変速段のうち両端側のいずれかの変速段に対応する位置を前記目標位置として決定する制御部と、を備える、
入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記部材の現在の速度が所定の基準速度以上である場合に、前記部材の動きを前記制動部に制動させる、
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きの制動パラメータを変更し、変更後の前記制動パラメータを用いて前記部材の動きを前記制動部に制動させる、
請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記部材の速度と前記制動パラメータとが対応付けられたテーブルを基に前記制動パラメータを決定し、決定された前記制動パラメータを用いて前記部材の動きを前記制動部に制動させる、
請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記部材の速度が所定の閾値を跨ぐ度に、前記制動パラメータを段階的に切り換える、
請求項３に記載の入力装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記部材の速度と前記制動パラメータとの対応関数に基づいて前記制動パラメータを決定し、決定された前記制動パラメータを用いて前記部材の動きを前記制動部に制動させる、
請求項３に記載の入力装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記部材の現在の速度に対応した前記制動部の起動開始タイミングを、所定の基準速度に対応した前記制動部の起動開始タイミングに比べて早くなるように調整する、
請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記部材の現在の速度において前記動きの制動が開始されるまでの前記部材の動き量が、前記目標位置と前記部材の現在の位置との間の差分量から所定値を差し引いた値から前記所定値を加算した値までの範囲内に含まれる場合に、前記制動部の起動開始を決定する、
請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項９】
前記動きは、回転の動きであり、
前記現在の速度は、前記現在の回転の速度である、
請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記制御部は、現在検出された前記部材の位置と前回検出された前記部材の位置とに基づいて、前記部材の現在の回転速度を決定する、
請求項９に記載の入力装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記部材の現在の回転速度が所定の基準速度以上である場合に、前記部材の回転の動きを前記制動部に制動させる、
請求項９または１０に記載の入力装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記部材の現在の回転速度に応じて、前記部材の回転の動きの制動パラメータを変更し、変更後の前記制動パラメータを用いて前記部材の回転の動きを前記制動部に制動させる、
請求項９〜１１のうちいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項１３】
前記部材の現在の速度を決定する速度決定部、を更に備える、
請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の入力装置。
【請求項１４】
入力装置であって、
操作者の手による操作が可能な部材と、
前記部材の動きを制動する制動部と、
現在検出された前記部材の位置と前回検出された前記部材の位置とに基づいて、前記部材の現在の速度を決定し、
前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きを前記制動部に制動させ、
前記部材の位置を繰り返し検出し、
前記部材の動きを停止させる目標位置に関する情報を取得し、
前記目標位置と前記部材の現在の位置との間の差分量と前記部材の現在の速度とに応じて、前記制動部の起動開始タイミングを調整し、
前記部材の現在の動き方向に基づいて、前記入力装置が載置される車の変速機における複数の変速段のうち両端側同士の中間の変速段に対応する位置を前記目標位置として決定する制御部と、を備える、
入力装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記部材の現在の速度が所定の基準速度以上である場合に、前記部材の動きを前記制動部に制動させる、
請求項１４に記載の入力装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きの制動パラメータを変更し、変更後の前記制動パラメータを用いて前記部材の動きを前記制動部に制動させる、
請求項１４または１５に記載の入力装置。
【請求項１７】
入力装置であって、
操作者の手による操作が可能な部材と、
前記部材の動きを制動する制動部と、
現在検出された前記部材の位置と前回検出された前記部材の位置とに基づいて、前記部材の現在の速度を決定し、
前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きを前記制動部に制動させ、
前記部材の位置を繰り返し検出し、
前記部材の動きを停止させる目標位置に関する情報を取得し、
前記目標位置と前記部材の現在の位置との間の差分量と前記部材の現在の速度とに応じて、前記制動部の起動開始タイミングを調整し、
前記入力装置が載置される車の走行方向を決定し、
少なくとも決定された前記車の走行方向と前記部材の現在の動き方向とに基づいて、前記車の変速機における複数の変速段のうち、前記車の走行方向を変化させる変速段に隣接する変速段に対応する位置を前記目標位置として決定する制御部と、を備える、
入力装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記部材の現在の速度が所定の基準速度以上である場合に、前記部材の動きを前記制動部に制動させる、
請求項１７に記載の入力装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きの制動パラメータを変更し、変更後の前記制動パラメータを用いて前記部材の動きを前記制動部に制動させる、
請求項１７または１８に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、操作者の手によってノブ等の操作部を動作させることで、例えば電気機器や車などの操作対象物を操作可能な入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば操作者の手により、回転可能なノブを適宜回転させることで、ノブと接続された電気機器や車などの操作対象物の機能又は動きを操作可能な入力装置が知られている。このような入力装置に関連する先行技術として、例えば特許文献１，特許文献２がそれぞれ提案されている。
【０００３】
特許文献１には、例えばシフトバイワイヤ方式の車両伝動装置のための操作装置において、操作部の一例としての回転つまみの回転角を制限するために、２箇所のストッパが設けられ、回転つまみの回転により、自動車のオートマチックトランスミッションの切換えがなされることが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、例えば車両トランスミッションをシフトするためのシフト装置において、操作部の一例としての操作素子が回転されると、アクチュエータによりトルクがシャフトに出力されるか又はシャフトの回転に抗うトルクが出力され、車両のそれぞれのシフト位置に車両トランスミッションを切り換えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０２１１９８号
【特許文献２】国際公開第２００７／０７６８１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１，特許文献２のような従来技術では、操作者が例えば指先でノブ等の操作部を強く弾くように過大な初速をつけて回転させると、次のような課題が生じることが考えられる。
【０００７】
例えば、特許文献１のようにストッパが設けられた場合には、回転つまみの回転速度が設計時の想定値よりも速く回転されると、例えばストッパで跳ね返って操作者が本来停めたい停止目標位置（例えばＰポジション）以外のポジションで停止するという課題が生じる。この課題により、回転つまみを操作者の停止目標位置に安定して切り換えることが困難となる可能性がある。
【０００８】
また、特許文献２のようにストッパが設けられていない場合でも、操作素子が設計時の想定値よりも速く回転されると、例えばシャフトの回転に抗うトルクの発生が間に合わず、操作者が本来停めたい停止目標位置（例えばＰポジション）を通り過ぎて異なるポジションに切り換えられるという課題が生じる。この課題により、操作素子を操作者の停止目標位置に安定して切り換えることが困難となる可能性がある。
【０００９】
また、回転操作以外に、車の変速段を変更するために、変速段を設定するための位置が直線的に配置されており、操作者が操作素子を前後に直線的に動作させることで変速段を設定する場合には、下記の課題が考えられる。例えば、操作者がＤポジションからＲポジションに直接動かそうとすると、車が停止していなければ、Ｒポジションに入らないように、シフト装置は機械的なストッパを備える必要が有る。そして操作者は、Ｒポジションに入れるために、余分な操作が必要になるという課題がある。
【００１０】
本開示は、上述した従来の事情に鑑みて案出され、動作可能なノブ等の操作部を、操作者の指先で弾くように大きな初速をつけて動作させた場合でも、操作者が本来停めたい停止目標位置に安定して切り換え、操作対象物の安全な使用を支援する入力装置を提供することを目的とする。ノブの動きは直線的、回転的、それらの組み合わせのいずれかであってもよい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の第１の態様は、入力装置であって、操作者の手による操作が可能な部材と、前記部材の動きを制動する制動部と、現在検出された前記部材の位置と前回検出された前記部材の位置とに基づいて、前記部材の現在の速度を決定し、前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きを前記制動部に制動させ、前記部材の位置を繰り返し検出し、前記部材の動きを停止させる目標位置に関する情報を取得し、前記目標位置と前記部材の現在の位置との間の差分量と前記部材の現在の速度とに応じて、前記制動部の起動開始タイミングを調整し、前記部材の現在の動き方向に基づいて、前記入力装置が載置される車の変速機における複数の変速段のうち両端側のいずれかの変速段に対応する位置を前記目標位置として決定する制御部と、を備える、入力装置を提供する。 
【００１２】
本開示の第２の態様は、入力装置であって、操作者の手による操作が可能な部材と、前記部材の動きを制動する制動部と、現在検出された前記部材の位置と前回検出された前記部材の位置とに基づいて、前記部材の現在の速度を決定し、前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きを前記制動部に制動させ、前記部材の位置を繰り返し検出し、前記部材の動きを停止させる目標位置に関する情報を取得し、前記目標位置と前記部材の現在の位置との間の差分量と前記部材の現在の速度とに応じて、前記制動部の起動開始タイミングを調整し、前記部材の現在の動き方向に基づいて、前記入力装置が載置される車の変速機における複数の変速段のうち両端側同士の中間の変速段に対応する位置を前記目標位置として決定する制御部と、を備える、入力装置を提供する。 
【００１３】
本開示の第３の態様は、入力装置であって、操作者の手による操作が可能な部材と、前記部材の動きを制動する制動部と、現在検出された前記部材の位置と前回検出された前記部材の位置とに基づいて、前記部材の現在の速度を決定し、前記部材の現在の速度に応じて、前記部材の動きを前記制動部に制動させ、前記部材の位置を繰り返し検出し、前記部材の動きを停止させる目標位置に関する情報を取得し、前記目標位置と前記部材の現在の位置との間の差分量と前記部材の現在の速度とに応じて、前記制動部の起動開始タイミングを調整し、前記入力装置が載置される車の走行方向を決定し、少なくとも決定された前記車の走行方向と前記部材の現在の動き方向とに基づいて、前記車の変速機における複数の変速段のうち、前記車の走行方向を変化させる変速段に隣接する変速段に対応する位置を前記目標位置として決定する制御部と、を備える、入力装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、動作可能なノブ等の操作部を、操作者の指先で弾くように大きな初速をつけて動作させた場合でも、操作者が本来停めたい停止目標位置に安定して切り換え可能となり、操作対象物の安全な使用を支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１の入力装置の斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１の入力装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１の入力装置の断面の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１の入力装置におけるメカニカルディテント機構の要部の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、実施の形態１の入力装置におけるメカニカルディテント機構のディテント範囲の一例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施の形態１の入力装置の機能部及び機構部の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態１の入力装置が車に取り付けられた状態の一例を示す平面図である。
【図８】図８は、ノブの回転速度と印加されるデューティ比との関係の一例を示すグラフである。
【図９Ａ】図９Ａは、閾値及びデューティ比の関係の一例を示すグラフである。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ノブの回転速度と印加されるデューティ比との対応関係の一例を示すテーブルである。
【図１０】図１０は、実施の形態１の入力装置の動作手順の一例を詳細に示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態２の入力装置の動作概要の一例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、停止目標位置までの残り移動量と停止目標有効範囲との関係の一例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２の入力装置の動作手順の一例を詳細に示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態３の入力装置の動作手順の一例を詳細に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る入力装置を具体的に開示した各実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図されていない。また、図面は、本開示に係る入力装置の構成を分かり易く示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の入力装置１００の斜視図である。
【００１８】
図２は、実施の形態１の入力装置１００の分解斜視図である。
【００１９】
図３は、実施の形態１の入力装置１００の断面の一例を示す断面図である。
【００２０】
図４は、実施の形態１の入力装置１００におけるメカニカルディテント機構ＤＴＭの要部の一例を示す断面図である。
【００２１】
図５は、実施の形態１の入力装置１００におけるメカニカルディテント機構ＤＴＭのディテント範囲Ｄｔｒｇの一例を示す説明図である。
【００２２】
図６は、実施の形態１の入力装置１００の機能部及び機構部の一例を示すブロック図である。
【００２３】
図１から図３にそれぞれ示すように、入力装置１００は、例えば操作者の手による回転操作に対応した信号を、操作対象物（例えば電気機器や車などの装置）に入力できる装置である。入力装置１００は、機構部としてノブ１０１と回転軸体１０２と回転制動部１０５と検出器１０６とを備え、機能部として制御部２００と記憶部２１０と車両制御部２０２とを備える。車両制御部２０２が取得した車両からの情報は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）のバスを通して制御部２００により受信される。また、入力装置１００は、操作力付与部１０７と、固定軸体１０９（図３参照）と、筐体１７０（図３参照）とを備える。また、入力装置１００は、表示器１０３を備えてよい。
【００２４】
操作部の一例としてのノブ１０１は、操作者の手で掴んで、後述する回転軸体１０２に保持されて３６０度以上自在に回転操作が可能な部材である。本実施の形態では、ノブ１０１は、例えば円柱形状をしており、直径と長さが同等、又は、直径よりも長さが短いものとなっている。また、ノブ１０１の外周面にはローレット模様が刻まれており（図示略）、回転操作をする際に操作者の指が滑ることを防止する。
【００２５】
ノブ１０１の外周の近傍には、英文字や数字からなり車の変速機における変速段を示す表示部１０３Ａとそれぞれの変速段に対応して表示部１０３Ａの外方近傍の位置にＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のインジケータ１０３Ｂとを各々設けた表示器１０３が設けられている。制御部２００によりノブ１０１の回転操作に対応して表示器１０３のインジケータ１０３Ｂが発光することによって、操作者（例えば運転手）はノブ１０１の回転位置を視認できる。
【００２６】
なお、ノブ１０１の材質は、例えば金属又は樹脂など任意の材質を選択し得る。また、ノブ１０１の外観形状は円柱形状に制限されず、星形など任意の形状を採用し得る。
【００２７】
また、表示器１０３は、入力装置１００ではなく、入力装置１００が取り付けられた部材の表面に設けられてもよい。また、ノブ１０１そのものの上に表示器１０３を設けてもよい。
【００２８】
回転軸体１０２は、所謂シャフトであり、ノブ１０１に接続され、操作者の手により回転操作されるノブ１０１とともに回転する棒状の部材である。本実施の形態では、回転軸体１０２は、ノブ１０１と同軸上に配され、ノブ１０１を着脱可能に保持する。また、回転軸体１０２は、図３に示すように、筐体１７０に立設される固定軸体１０９に同軸上に嵌まり合う筒状となっており、固定軸体１０９の周りを３６０度以上自在に回転可能である。また、回転軸体１０２の外周面には、回転軸体１０２の軸方向に延び、放射方向に突出する第一突部１２１が円周上均等に、例えば４箇所設けられている。
【００２９】
なお、回転軸体１０２を構成する材料は特に限定されないが、後述の回転制動部１０５、検出器１０６、操作力付与部１０７が磁力を用いて機能する場合は非磁性体の材料が好ましい。例えば回転軸体１０２は、樹脂により形成されてよい。
【００３０】
回転制動部１０５は、制御部２００から出力される制御信号（後述参照）に応じて、固定軸体１０９周りのノブ１０１の回転を許可したり禁止したりできる装置であり、更に、固定軸体１０９周りのノブ１０１の回転を回転軸体１０２にブレーキ力（つまり、制動力）を与えて抑制する（言い換えると、制動する）ことも可能な電磁ブレーキである。本実施の形態では、回転制動部１０５は、図２及び図３にそれぞれ示すように、例えばアーマチュア１５１と電磁石１５２とヨーク１５３とを用いて構成され、制御部２００から出力される制御信号に応じて、ノブ１０１の回転を許可したり禁止したり、又はノブ１０１の回転を制動する。
【００３１】
具体的には、回転制動部１０５は、制御部２００から出力される制御信号に応じて、例えば電磁石１５２に供給する電力に基づいて発生する電磁力によってアーマチュア１５１とヨーク１５３とを強く接合することで、回転軸体１０２の回転（言い換えると、ノブ１０１の回転）を禁止する。また、回転制動部１０５は、制御部２００から出力される制御信号に応じて、例えば電磁石１５２に供給する電力値（具体的には、後述するＰＷＭ制御におけるデューティ比）を調整することで発生させる電磁力を調整し、ヨーク１５３に対してアーマチュア１５１が回転する時のブレーキ力（つまり、制動力）を変更できる。
【００３２】
アーマチュア１５１は、回転軸体１０２の外周面側方において回転軸体１０２に固定される部材である。
【００３３】
本実施の形態では、アーマチュア１５１は、例えば円環状であり、内周面には回転軸体１０２に設けられた第一突部１２１に嵌まり合う位置に溝１５４が円周上均等に４箇所設けられる。回転軸体１０２の周方向において、溝１５４の幅は第一突部１２１の幅と同等であり、第一突部１２１とはほぼ遊びがない状態で嵌まり合う。また、溝１５４は、第一突部１２１と回転軸体１０２の軸方向においては滑らかに滑り、軸方向に回転軸体１０２が移動した場合でも、溝１５４とアーマチュア１５１との間の相対的な位置関係は変動しない。
【００３４】
また、アーマチュア１５１を構成する材料は、例えば磁性材料である。回転制動部１０５が制御部２００から出力される制御信号に応じて、電磁石１５２に上限閾値以上の電力を供給すると、アーマチュア１５１とヨーク１５３とが強く接合して固定される。これにより、電磁ブレーキである回転制動部１０５により、ノブ１０１の回転が規制されて停止される。
【００３５】
一方、回転制動部１０５が制御部２００から出力される制御信号に応じて、電磁石１５２に下限閾値以下の電力（電力オフを含む）を供給すると、アーマチュア１５１とヨーク１５３との固定が解除される。これにより、電磁ブレーキである回転制動部１０５により、ノブ１０１の回転の規制が解除され、例えば操作者の手による回転操作によって再びノブ１０１が回転し始める。
【００３６】
また、回転制動部１０５は、制御部２００から出力される制御信号に応じて、上限閾値と下限閾値との間の電力を電磁石１５２に供給することで、アーマチュア１５１とヨーク１５３とによるブレーキ力を調整することができる。これにより、電磁ブレーキである回転制動部１０５により、ノブ１０１の回転に相応のブレーキ力（つまり、制動力）がかけられた状態になり、ノブ１０１の回転が徐々に弱まる。具体的に、アーマチュア１５１を構成する材料としては鉄を例示できる。
【００３７】
なお、回転軸体１０２に放射方向に窪み軸方向に延びる溝が設けられる場合、アーマチュア１５１に同様の突部を設けても構わない。
【００３８】
電磁石１５２は、回転軸体１０２の外周面側方に配される導線からなるコイルである。電磁石１５２は、外部から供給される電力に対応して発生させる電磁力を変更できる。本実施の形態では、電磁石１５２は、回転軸体１０２の周囲に巻き付く円環状に形成されており、ヨーク１５３内に収容された状態で配される。
【００３９】
ヨーク１５３は、回転軸体１０２の外周面側方に配され、電磁石１５２に基づき発生する磁束を制御し、アーマチュア１５１を磁気的に強く引きつけてアーマチュア１５１との間で摩擦を発生させることでアーマチュア１５１の回転軸体１０２周りの回転を禁止し、また、アーマチュア１５１の回転トルクを調節できる部材である。また、電磁石１５２からの磁束がなくなると、ヨーク１５３は、アーマチュア１５１を引きつける力がなくなり、アーマチュア１５１との間の摩擦がほぼ減少することで、アーマチュア１５１の回転軸体１０２周りの回転を許可する。
【００４０】
ヨーク１５３の形状は、特に限定されないが、電磁石１５２を収容可能な環状かつ器状の形状となっている。また、ヨーク１５３を構成する材料は、電磁石１５２が発生させる磁束を制御可能な磁性材料である。具体的には、ヨーク１５３を構成する材料としては鉄を例示できる。
【００４１】
検出器１０６は、回転軸体１０２（言い換えると、ノブ１０１）の回転状態を検出する装置である。ここで回転状態とは、例えば回転軸体１０２の回転位置や回転角度などである。本実施の形態では、検出器１０６は、主歯車１６０と第一歯車１６１と第二歯車１６２と検出素子１６３とを用いて構成され、回転軸体１０２及びノブ１０１の回転位置を繰り返して検出する。具体的には、検出器１０６は、所定の検出周期（例えば１ミリ秒）ごとに、回転軸体１０２及びノブ１０１の回転位置を検出し、検出結果を制御部２００に出力する。
【００４２】
主歯車１６０は、回転軸体１０２に同軸で取り付けられる平歯車であり、回転軸体１０２とともに回転する歯車である。
【００４３】
第一歯車１６１及び第二歯車１６２は、主歯車１６０に噛み合って回転する相互に径の異なる平歯車である。なお、第一歯車１６１及び第二歯車１６２には、それぞれ検出素子１６３で回転を検出させるための磁石が取り付けられている。
【００４４】
検出素子１６３は、第一歯車１６１及び第二歯車１６２の回転をそれぞれ検出する素子である。本実施の形態では、検出素子１６３は、第一歯車１６１及び第二歯車１６２にそれぞれ設けられた磁石（例えば図４に示す磁石１６２Ｍ）の動きを個別に検出する磁気抵抗素子を備えている。
【００４５】
ここで、検出器１０６は、主歯車１６０とそれぞれ噛み合い、相互に径の異なる第一歯車１６１及び第二歯車１６２の回転を二つの検出素子１６３でそれぞれ検出することで、主歯車１６０を介した回転軸体１０２の相対的な回転状態ばかりでなく、絶対的な回転状態、つまり、筐体１７０に対する回転軸体１０２の回転位置を検出できる。
【００４６】
なお、検出器１０６は、上述した主歯車１６０、第一歯車１６１、第二歯車１６２及び複数の検出素子１６３の構成に限定されず、例えばロータリーエンコーダなど任意のものでもよい。
【００４７】
操作力付与部１０７は、ノブ１０１の回転時に所定角度（例えば２２．５度）ごとの操作感（例えば力覚、或いはクリック感）を発生させる装置である。具体的には、操作力付与部１０７は、回転軸体１０２を介してノブ１０１が回転する時に、ノブ１０１が所定の回転位置にあることを操作感として操作者の手に伝えることが可能なメカニカルディテント機構ＤＴＭを有する節度装置である（例えば図４参照）。図４では、入力装置１００のノブ１０１が紙面下側に配され、図３に示す入力装置１００が上下反転された状態で示され、かつ回転軸体１０２の内部に設けられたメカニカルディテント機構ＤＴＭの構成が視認可能に示されている。なお、図４では、図３に示す固定軸体１０９、回転制動部１０５の図示は省略されている。
【００４８】
メカニカルディテント機構ＤＴＭは、スプリング１７１とボールベアリング１７２とカムカーブ１７３とを用いて構成される。スプリング１７１は、カムカーブ１７３の凹部（所謂ノッチ）に配されたボールベアリング１７２を矢印ｇ１の方向（言い換えると、筐体１７０からノブ１０１に向かう方向）に付勢する。ボールベアリング１７２は、スプリング１７１によって矢印ｇ１の方向に付勢された状態で、操作者の手によるノブ１０１の回転に伴ってカムカーブ１７３の凹部から隣の凸部を乗り越えて次の凹部に移動する度に、上述したノブ１０１の回転時に所定角度（例えば２２．５度）ごとの操作感を発生させる。なお、操作者は、ノブ１０１を所定角度（例えば２２．５度）回転させることで、例えば入力装置１００が載置された車の変速機における変速段に対応するシフトポジションを１つ隣のシフトポジションに移動させることができる。カムカーブ１７３は、回転軸体１０２内のノブ１０１側と反対側の端部において切り欠かれて３６０度に亘って形成され、例えばＵ字型、Ｖ字型若しくは正弦曲線型の凸部分及び凹部分が交互に隣接して配された構造を有する。
【００４９】
操作力付与部１０７のメカニカルディテント機構ＤＴＭでは、ノブ１０１が回転していない場合、ボールベアリング１７２はスプリング１７１によって矢印ｇ１の方向に付勢されたまま、カムカーブ１７３の凹部の中心位置（つまり、ボールベアリング１７２が最も安定して配されるディテントセンタＤｔｃの位置）で静止している。
【００５０】
ここで、図５を参照して操作者の手により、ノブ１０１が回転されたことを想定する。図５では、メカニカルディテント機構ＤＴＭのカムカーブ１７３の具体的な形状を示すカムカーブ曲線１７３Ｒとディテント範囲Ｄｔｒｇ（つまり、ボールベアリング１７２がディテントセンタＤｔｃの位置まで戻される位置の範囲）との関係が示されている。ボールベアリング１７２がカムカーブ曲線１７３Ｒの凹部の中心位置（言い換えると、ディテントセンタＤｔｃの位置）から両端の凸部のピーク位置まで移動することは、ノブ１０１が±１１．２５度ほど回転することに対応する。
【００５１】
操作者の手により、ノブ１０１が回転されると、スプリング１７１の付勢力に抗う力が発生する。ボールベアリング１７２がディテントセンタＤｔｃの位置からディテント範囲Ｄｔｒｇの上限位置Ｄｔｍｘ或いは下限位置Ｄｔｍｎを超えない範囲で移動した場合、ボールベアリング１７２は、スプリング１７１の付勢力によって元のディテントセンタＤｔｃの位置まで戻される。この場合、操作力付与部１０７は、メカニカルディテント機構ＤＴＭにより、ノブ１０１の回転に伴う上述した操作感（力覚）を操作者の手に伝えることができる。
【００５２】
一方、ボールベアリング１７２がディテントセンタＤｔｃの位置からディテント範囲Ｄｔｒｇの上限位置Ｄｔｍｘ或いは下限位置Ｄｔｍｎを超えた位置まで移動した場合、ボールベアリング１７２はカムカーブ１７３の少なくとも隣のディテントセンタの位置まで移動し得る。この場合、操作力付与部１０７は、メカニカルディテント機構ＤＴＭにより、ノブ１０１の回転に伴う上述した操作感（力覚）を操作者の手に伝えることができる。
【００５３】
従って本実施の形態では、操作力付与部１０７は、ノブ１０１の回転に伴ってボールベアリング１７２がディテントセンタＤｔｃの位置からディテント範囲Ｄｔｒｇの上限位置或いは下限位置を超えた場合には、カムカーブ１７３の少なくとも隣の凹部の中心位置（つまり、隣のディテントセンタの中心位置）に移動するので、所定角度（例えば２２．５度）ごとの操作感を発生させることが可能となる。
【００５４】
また、操作力付与部１０７は、上述した操作感（力覚或いはクリック感）のような節度感覚を、磁気を用いて発生させることができるもの、つまり、磁気の状態を制御することで節度感覚の変更や節度感覚の消失などを制御できるものでも構わない。
【００５５】
筐体１７０は、本実施の形態の入力装置１００が載置された操作対象物の装置（例えば電気機器や車などの他の機器）に固定されて、ノブ１０１の回転や、ノブ１０１の押し引きの位置的基準となる部材である。また、筐体１７０は、回転制動部１０５の一部であるヨーク１５３を固定状態で保持し、操作力付与部１０７の一部を固定状態で保持している。また筐体１７０には、検出素子１６３が取り付けられ、第一歯車１６１及び第二歯車１６２がそれぞれ回転可能に取り付けられている。本実施の形態では、筐体１７０は、ノブ１０１及び回転軸体１０２の先端部以外を収容している。
【００５６】
次に、本実施の形態の入力装置１００の機能部を説明する。
【００５７】
制御部２００は、回転制動部１０５及び検出器１０６と電気的に接続され、検出器１０６からの情報に基づいて回転制動部１０５を制御する装置であり、記憶部２１０に予め記憶されたプログラム及びデータを用いてそのプログラムを実行することにより各処理部を実現可能である。
【００５８】
例えば、制御部２００は、回転速度決定部を備える。回転速度決定部の一例としての制御部２００は、例えば検出器１０６により検出された回転軸体１０２の現在の回転位置（言い換えると、ノブ１０１の現在の回転位置）と、前回検出された回転軸体１０２の回転位置（言い換えると、ノブ１０１の前回の回転位置）とに基づいて、ノブ１０１の現在の回転速度を算出して決定する。
【００５９】
また例えば、制御部２００は、決定されたノブ１０１の現在の回転速度に応じて、ノブ１０１の回転を抑制するように、ノブ１０１の回転を回転制動部１０５に制動させる。つまり、操作者が指先でノブ１０１を強く弾くように大きな初速をつけて回転させた場合など、ノブ１０１の現在の回転速度が所定の基準速度（後述参照）以上である場合には、制御部２００は、ノブ１０１の回転を抑制するように回転制動部１０５に制動させることで、ノブ１０１の回転速度を低下させる。これにより、操作者は、例えば車の変速機における変速段に対応するシフトポジションを簡易に切り換えやすくできる。
【００６０】
また、制御部２００は、目標位置取得部を備える。目標位置取得部の一例としての制御部２００は、例えばノブ１０１の回転方向に基づいて、車の操作者が本来停めたい停止目標位置（目標位置の一例）に関する情報を決定して取得する。制御部２００は、ノブ１０１の回転位置を繰り返して（例えば周期的に）取得可能であるため、現在の検出時のノブ１０１の回転位置と前回の検出時のノブ１０１の回転位置とに基づいて、ノブ１０１の回転方向を簡易に決定できる。
【００６１】
本実施の形態では、ノブ１０１は３６０度以上自在に回転操作が可能であるため、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）によって、車の変速機における変速段のストッパであるエンドストップ（つまり、両端）が簡易に実現できる。制御部２００は、例えば車の変速機における変速段（つまり、シフトポジション）がＰポジション、Ｒポジション、Ｎポジション、Ｄポジションの４ポジションで構成されている場合、ノブ１０１の回転方向が反時計回りの方向であればＰポジション、ノブ１０１の回転方向が時計回りの方向であればＤポジションを停止目標位置と決定する。
【００６２】
同様に、制御部２００は、例えば車の変速機における変速段（つまり、シフトポジション）がＰポジション，Ｒポジション，Ｎポジション，Ｄポジション，Ｓポジションの５ポジションで構成されている場合、ノブ１０１の回転方向が反時計回りの方向であればＰポジション、ノブ１０１の回転方向が時計回りの方向であればＳポジションを停止目標位置と決定する。
【００６３】
言い換えると、制御部２００は、ノブ１０１の現在の回転方向に基づいて、入力装置１００が載置される車の変速機における複数の変速段のうち両端側（例えばＰポジション，或いはＤポジション）のいずれかの変速段に対応する位置（シフトポジション）を停止目標位置として決定する。これにより、入力装置１００は、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）において車の変速機における変速段のストッパであるエンドストップ（つまり、両端）を簡易に実現でき、その上で、操作者が特段の入力指示を行うこと無く、ノブ１０１の現在の回転方向に応じて簡易に停止目標位置を把握できる。
【００６４】
また、制御部２００は、ノブ１０１の現在の回転方向に基づいて、入力装置１００が載置される車の変速機における複数の変速段のうち両端側同士の中間の変速段に対応する位置（シフトポジション）を停止目標位置として決定する。これにより、入力装置１００は、操作者が特段の入力指示を行うこと無く、ノブ１０１の現在の回転方向に応じて簡易に停止目標位置を把握できる。
【００６５】
また、制御部２００は、ＣＡＮを通して取得した車の走行方向（例えば前進時の順方向、或いは後退時の逆方向）とノブ１０１の回転方向とに基づいて、車の操作者が本来停めたい停止目標位置（目標位置の一例）に関する情報を決定してもよい。
【００６６】
例えば車の変速機における変速段（つまり、シフトポジション）がＰポジション、Ｒポジション、Ｎポジション、Ｄポジションの４ポジションで構成されている場合、制御部２００は、車の走行方向が順方向（言い換えると、現在のシフトポジションがＤポジション）であってかつノブ１０１の回転方向が反時計回りであれば、Ｎポジションを停止目標位置と決定する。これは、車が順方向の走行時にノブ１０１の反時計回りの回転によって車の走行方向を変化させる変速段（つまり、Ｒポジション）に変更させないためのブロック制御として、Ｒポジションに隣接するＮポジションに変更させるためである。なお、制御部２００は、車の走行方向が順方向（言い換えると、現在のシフトポジションがＤポジション）であってかつノブ１０１の回転方向が時計回りであれば、エンドストップとしてのＤポジションを維持するように停止目標位置と決定する。
【００６７】
また、制御部２００は、ＣＡＮを通して車速を取得し、ノブ１０１の現在の回転方向に車の走行方向を逆方向（つまり、Ｒポジション）に設定させる位置があり、かつ、車速が所定の速度（例えば、５ｋｍ／ｈ）以上の場合には、Ｒポジション以外の変速段の位置（例えば、Ｎポジション）を停止目標位置として決定してもよい。
【００６８】
一方、例えば車の変速機における変速段（つまり、シフトポジション）がＰポジション、Ｒポジション、Ｎポジション、Ｄポジションの４ポジションで構成されている場合、制御部２００は、車の走行方向が逆方向（言い換えると、現在のシフトポジションがＲポジション）であってかつノブ１０１の回転方向が反時計回りであれば、Ｒポジションを維持するように停止目標位置と決定する。これは、車が逆方向の走行時にノブ１０１の反時計回りの回転によって車の走行方向を変化させる変速段（つまり、Ｐポジション）に変更させないためのブロック制御として、Ｐポジションに隣接するＲポジションに維持させるためである。
【００６９】
また、制御部２００は、車の走行方向が逆方向（言い換えると、現在のシフトポジションがＲポジション）であってかつノブ１０１の回転方向が時計回りであれば、Ｎポジションを停止目標位置と決定する。これは、車が逆方向の走行時にノブ１０１の時計回りの回転によって車の走行方向を変化させる変速段（つまり、Ｄポジション）に変更させないためのブロック制御として、Ｄポジションに隣接するＮポジションに変更させるためである。
【００７０】
言い換えると、制御部２００は、検出された車の走行方向とノブ１０１の現在の回転方向とに基づいて、入力装置１００が載置される車の変速機における複数の変速段のうち、車の走行方向を変化させる変速段に隣接する変速段に対応する位置を停止目標位置として決定する。これにより、入力装置１００は、操作者が特段の入力指示を行うこと無く、車の走行方向とノブ１０１の現在の回転方向とに応じて、車の走行状態に適応した停止目標位置を簡易に把握できる。
【００７１】
ここで、停止目標位置は、検出された車の走行方向とノブ１０１の現在の回転方向のみに基づいて、決定される必要はない。それらに加えて、ＣＡＮデータバスを通して取得した車速、フットブレーキを踏んでいるか否かに関する情報、ドアの開閉状態、イグニッションキーの状態などの車の他のパラメータのうち、一つもしくは複数のパラメータを含めてそれらに基づいて、制御部２００は、停止目標位置を決定してもよい。
【００７２】
記憶部２１０は、制御部２００の処理中において用いられる一時的なデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、制御部２００の処理の実行時に読み出されるプログラム及びデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、又はハードディスク等の記憶装置である。
【００７３】
車両制御部２０２は、車の走行状態（例えば、車の車速、車の走行方向、フットブレーキを踏んでいるか否か、に関する情報、ドアの開閉状態、イグニッションキーの状態など）を車から取得する。制御部２００はＣＡＮを通してそれらの情報を取得する。走行方向検出部の一例としての車両制御部２０２は、入力装置１００が載置される車の走行方向を取得する。制御部２００はＣＡＮを通して車の走行方向を取得する。制御部２００は、検出器１０６により検出された回転軸体１０２の回転位置（言い換えると、ノブ１０１の回転位置）を、車に載置された変速機（図示略）における対応する変速段に変換してＣＡＮに出力する。変速機はＣＡＮを通して制御部２００からの変速段の情報を取得する。これにより、本実施の形態の入力装置１００が載置された車は、入力装置１００を操作する操作者（例えば運転者）の意思に対応した変速段に変速機を切り替えることが可能となる。
【００７４】
図７は、実施の形態１の入力装置１００が車に取り付けられた状態の一例を示す平面図である。
【００７５】
本実施の形態では、入力装置１００は例えば車内に載置され、ノブ１０１の回転位置は、車のシフトポジションに対応している。言い換えると、入力装置１００は、車（図示略）の動作状態（例えば変速機における変速段）を変更するために車内に取り付けられている。図７に示すＰポジション，Ｒポジション，Ｎポジション，Ｄポジション，２ポジション，Ｌポジションは、予め車に定められた変速機の変速段に対応したシフトポジションである。ここで、Ｐポジションはパーキング（つまり、変速機の出力シャフトが機械的にロックされて車輪をロックした状態）、Ｒポジションはリバース（つまり、車を後退動作させる位置）、Ｎポジションはニュートラル（つまり、変速機が駆動輪から実質的に切断された状態）、Ｄポジションはドライブ（つまり、変速機が全ての前進ギア比に入れられる状態）、２ポジションはセカンド（つまり、変速機が最初の２つの前進ギア比にのみ入れられる状態）、Ｌポジションはロー（つまり、変速機が最初の前進ギアにのみ入れられる状態）をそれぞれ意味している。
【００７６】
次に、本実施の形態の入力装置１００の具体的な動作について、図８から図１０を参照して説明する。
【００７７】
図８は、ノブ１０１の回転速度と印加されるデューティ比との関係の一例を示すグラフである。
【００７８】
図９Ａは、複数の閾値及びデューティ比の関係の一例を示すグラフである。
【００７９】
図９Ｂは、ノブ１０１の回転速度と印加されるデューティ比との対応関係の一例を示すテーブルである。
【００８０】
図１０は、実施の形態１の入力装置１００の動作手順の一例を詳細に示すフローチャートである。
【００８１】
実施の形態１では、入力装置１００は、検出器１０６においてノブ１０１の回転位置を繰り返し（例えば周期的に）検出する。回転位置とは、例えば回転操作が可能なノブ１０１の回転時の基準位置（例えば図７に示すインジケータ１０３Ｂが点灯している位置に対応するノブ１０１の一点鎖線Ｃ０で示す位置）を示し、後述する実施の形態においても同様である。制御部２００は、検出器１０６において検出されたノブ１０１の回転速度が所定の基準速度（後述参照）以上である場合に、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）に、ノブ１０１の回転にブレーキ力（つまり、制動力）を与えてノブ１０１の回転を制動させる。
【００８２】
これにより、回転制動部１０５によってノブ１０１の回転速度が抑制される。従って、操作者（例えば運転者）は、上述した所定の基準速度以上の回転速度でノブ１０１を回転させることができなくなり、入力装置１００は、ノブ１０１の回転位置を操作者が本来停めたい停止目標位置に安定して切り換えることが可能となる。なお、所定の基準速度とは、電磁ブレーキを起動させることなく、加えてノブ１０１に手による制動を加えることなく、ノブ１０１が任意の回転位置（例えば操作者が本来停めたい停止目標位置）でノブ１０１の回転を停止できる上限の回転速度範囲内で設定されたノブ１０１の回転速度を示し、以下の実施の形態においても同様である。なお、所定の基準速度は、例えば入力装置１０の各部を構成する部品又は部材等の性能向上等の可能性を考慮して、適宜、変更の設定がなされてもよい。
【００８３】
実施の形態１では、制御部２００は、ノブ１０１の回転速度が所定の基準速度以上である場合に、ノブ１０１の回転速度に応じて、回転制動部１０５の電磁石１５２（コイル）の駆動時に印加する電力値の制動パラメータ（例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に用いるデューティ比）を段階的に切り換える（図８参照）。制動パラメータの一例としてのデューティ比は、０％〜１００％の間の値を取り得る。デューティ比が０％であるとは、回転制動部１０５のＰＷＭ制御によってノブ１０１の回転が全く制動されない状態を示す。一方、デューティ比が１００％であるとは、回転制動部１０５のＰＷＭ制御によってノブ１０１の回転が不可となる状態を示す。
【００８４】
つまり、実施の形態１では、ノブ１０１が上述した所定の基準速度以上で回転しないように、制御部２００は、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御を用いてノブ１０１の回転を制動させるための制御信号を生成して回転制動部１０５に出力する。回転制動部１０５は、制御部２００からの制御信号に応じて、ノブ１０１の回転速度に応じたデューティ比によって、ノブ１０１の回転を制動する。
【００８５】
実施の形態１では、例えばノブ１０１の回転が不可となる程の大きなデューティ比は印加されない。また、操作者がノブ１０１を動かした際に不快な感触にならない程度の制動が実行される。制御部２００は、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動によってノブ１０１の回転速度が上述した所定の基準速度以内に収まるように、回転制動部１０５に印加させるデューティ比を決定する。
【００８６】
ここで、実施の形態１の電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動によって実際にノブ１０１の回転に制動が効き始まるまでに要する時間は、制御部２００内の処理に要する時間（ソフトウェア処理時間）と、回転制動部１０５の電磁石１５２が所望の電磁力を発生するまでの立ち上がり時間との加算値であり、例えば１０数ミリ秒程度である。制御部２００内の処理に要する時間は、詳細は図１０において説明するが、ノブ１０１の回転位置の検出から電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動の判断までに要する時間であり、例えば６ミリ秒程度（図１０を用いた後述参照）である。一方、電磁石１５２の立ち上がり時間は、例えば５〜６ミリ秒程度であり、本実施の形態を含む各実施の形態において既知である。
【００８７】
例えば、操作者が指先で弾くように大きな初速をつけてノブ１０１を回転させた場合、検出されたノブ１０１の回転速度が上述した所定の基準速度以上となることが考えられるが、この場合には、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動が間に合わず、操作者が本来停めたい停止目標位置で停めることができず回転し過ぎる可能性が高かったり、又はストッパで跳ね返って停止目標位置以外のシフトポジションで停止する可能性が高かったりした。
【００８８】
そこで、実施の形態１では、制御部２００は、検出されたノブ１０１の回転速度が上述した所定の基準速度以上となった場合には、ノブ１０１の回転速度に合わせて上述した制動パラメータ（例えばデューティ比）を段階的に切り換えることで電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）を部分的に起動させる。これにより、回転制動部１０５は、上述した既知の基準速度未満の回転速度となるようにノブ１０１の回転速度を低下でき、印加されたデューティ比に応じてノブ１０１の回転を適切に制動できる。
【００８９】
また、操作者が力を入れてノブ１０１を強く回転させた場合、制御部２００は、検出されたノブ１０１の回転速度に合わせて、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）のブレーキ力（つまり、デューティ比）を高くするようにして負荷を増大し、ノブ１０１の回転速度を一層低下させることも可能である。
【００９０】
図８の横軸はノブ１０１の回転速度（移動速度）を示し、単位はＲＰＭ（Rotation Per Minute）である。図８の縦軸は電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）において印加されるデューティ比（Applied Duty）を示し、単位は％（パーセント）である。図８では、ノブ１０１の回転速度とデューティ比との関係を示す特性として、例えば３種類の特性ＰＲ１，ＰＲ２，ＰＲ３がそれぞれ示されている。
【００９１】
特性ＰＲ１は、ノブ１０１の回転速度とデューティ比とが段階的に切り換えられる特性である。図９Ａのグラフ及び図９Ｂのテーブルにそれぞれ示すように、ノブ１０１の回転速度が０から２７４までの範囲Ｗ１の値である場合では、ＰＷＭ制御におけるデューティ比は０となり、ノブ１０１の回転は抑制されない。
【００９２】
また、ノブ１０１の回転速度が２７５から４０９までの範囲Ｗ２の値である場合では、ＰＷＭ制御におけるデューティ比は３３％となり、ノブ１０１の回転が少し抑制される。
【００９３】
また、ノブ１０１の回転速度が４１０から５４８までの範囲Ｗ３の値である場合では、ＰＷＭ制御におけるデューティ比は４５％となり、ノブ１０１の回転がかなり抑制される。
【００９４】
最後に、ノブ１０１の回転速度が５４９から最大値（例えばノブ１０１の回転の理論上取り得る最大値）までの範囲Ｗ４の値である場合では、ＰＷＭ制御におけるデューティ比は５５％となり、ノブ１０１の回転が最も抑制される。
【００９５】
このように、特性ＰＲ１では、ノブ１０１の回転速度として２７５，４１０，５４９がそれぞれ異なる閾値となる。制御部２００は、これらの閾値を跨ぐノブ１０１の回転速度の増加又は減少に応じて、ノブ１０１の回転の制動パラメータ（例えばＰＷＭ制御におけるデューティ比）を段階的に切り換えて決定する。これにより、入力装置１００は、検出されたノブ１０１の回転速度に応じて、ノブ１０１の回転を制動するための制動力（ブレーキ力）を段階的に切り換えできる。従って、入力装置１００は、回転速度が速い程大きな制動力を与えるので、基準速度を超える回転速度の大きさに合わせて、操作者が本来停めたい停止目標位置にノブ１０１を安定して停止させることができる。
【００９６】
特性ＰＲ２は、ノブ１０１の回転速度が０から５４９までは、ノブ１０１の回転速度とデューティ比とが直線的に変化する特性であり、ノブ１０１の回転速度が５５０以上ではデューティ比は一定値（例えば図９Ｂに示す５５％）である。つまり、特性ＰＲ２では、ノブ１０１の回転速度とデューティ比との対応関数が予め定められている。
【００９７】
特性ＰＲ３は、ノブ１０１の回転速度が０から５４９までは、ノブ１０１の回転速度とデューティ比とが曲線的（例えば対数的）に変化する特性であり、ノブ１０１の回転速度が５５０以上ではデューティ比は一定値（例えば図９Ｂに示す５５％）である。つまり、特性ＰＲ３では、ノブ１０１の回転速度とデューティ比との対応関数が予め定められている。
【００９８】
このように、特性ＰＲ２，ＰＲ３では、特性ＰＲ１とは違って、ノブ１０１の回転速度の増減に従ってデューティ比は連続的に変化する。制御部２００は、ノブ１０１の回転速度とノブ１０１の回転の制動パラメータ（例えばデューティ比）との対応関数に基づいて、ノブ１０１の回転速度に対応したデューティ比を決定する。これにより、入力装置１００は、検出されたノブ１０１の回転速度の増加又は減少の傾向に合わせて、ノブ１０１の回転を制動するための制動力（ブレーキ力）を適応的に切り換えでき、操作者が本来停めたい停止目標位置にノブ１０１を安定して停止させることができる。
【００９９】
次に、図１０の説明の前提として、入力装置１００は、例えばノブ１０１の回転方向に基づいて、又はノブ１０１の回転方向と車の走行方向とに基づいて、操作者が本来停めたい停止目標位置に関する情報を決定して取得している。なお、この停止目標位置に関する情報は、ステップＳ１において制御部２００が取得したノブ１０１の回転位置や車の状態に関する情報の中に含まれても構わない。また、図１０のフローチャートで示される一連の処理は、電磁ブレーキの起動開始タイミングまでに要する時間（例えば１０数ミリ秒）のうち、制御部２００内の処理に要する時間（例えば約６ミリ秒以内）で繰り返して行われる。
【０１００】
図１０において、入力装置１００は、検出器１０６において回転軸体１０２（言い換えると、ノブ１０１）の回転位置を検出する。入力装置１００は、検出器１０６により検出されたノブ１０１の回転位置を基にして、ノブ１０１の回転位置に対応するシフトポジションを制御部２００において確定して取得する（Ｓ１）。
【０１０１】
また、入力装置１００は、車の状態に関する情報を、記憶部２１０、車両制御部２０２、ＣＡＮのいずれかを介して取得している（Ｓ１）。制御部２００は、車の状態に関する情報として、例えばシフトポジション、車速情報、車の走行方向、操作者がフットブレーキ（図示略）を踏んでいる状態かどうかに関する情報を、車両制御部２０２またはＣＡＮを介して取得している（Ｓ１）。また、制御部２００は、車の状態に関する情報として、例えば電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）が起動中であるかどうかに関する情報を、記憶部２１０から読み出して取得している（Ｓ１）。ここでは、説明を分かり易くするために、車は通常の走行状態（つまり、現在のシフトポジションはＤポジション）であって、停止目標位置はＰポジションとする。
【０１０２】
制御部２００は、ステップＳ１において取得されたノブ１０１の回転位置が停止目標位置であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【０１０３】
制御部２００は、ステップＳ１において取得されたノブ１０１の回転位置が停止目標位置ではないと判断した場合に（Ｓ２、ＮＯ）、ステップＳ３の処理を行う。具体的には、制御部２００は、ステップＳ１において確定されたノブ１０１の回転位置（言い換えると、ノブ１０１の現在の回転位置）と前回の検出時に確定されたノブ１０１の回転位置とから、ノブ１０１の現在の回転速度を算出して確定する（Ｓ３）。
【０１０４】
制御部２００は、ステップＳ３において確定されたノブ１０１の現在の回転速度が所定の基準速度以上であるか否かを判断する（Ｓ４）。
【０１０５】
制御部２００は、ステップＳ３において確定されたノブ１０１の現在の回転速度が所定の基準速度以上であると判断した場合に（Ｓ４、ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理を行う。具体的には、制御部２００は、ステップＳ３において確定されたノブ１０１の現在の回転速度に応じて、回転制動部１０５の電磁石１５２を構成するコイルの駆動時に印加する電力値の制動パラメータ（例えばＰＷＭ制御に用いるデューティ比）を決定する（Ｓ５）。上述したように、ステップＳ５では、図８に示すノブ１０１の回転速度とデューティ比との関係を示す特性ＰＲ１，ＰＲ２，ＰＲ３のうちいずれかの特性が用いられる。
【０１０６】
制御部２００は、ステップＳ５において決定されたデューティ比を用いて、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）にノブ１０１の回転を制動させるための制御信号を生成して回転制動部１０５に出力する。図１０の説明において、本実施の形態の電磁ブレーキの起動開始タイミングまでに要する時間（例えば１０数ミリ秒）のうち、制御部２００内の処理に要する時間（ソフトウェア処理時間）は、約６ミリ秒と相当に短い。
【０１０７】
回転制動部１０５は、制御部２００からの制御信号に応じて、ステップＳ５において決定されたデューティ比を用いたＰＷＭ制御によって、ノブ１０１の回転にブレーキ（制動）をかけることでノブ１０１の回転を抑制する（Ｓ６）。入力装置１００は、回転制動部１０５のＰＷＭ制御により、制御部２００からの制御信号を受けた時点から、電磁石１５２の立ち上がり時間である約５〜６ミリ秒程度が経過した後、デューティ比に応じた電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）によるノブ１０１の回転の制動を完了できる。これにより、入力装置１００は、ノブ１０１を停止目標位置（例えばＰポジション）に安定的に停止させることができ、操作者による車の安全な使用を支援できる。
【０１０８】
一方、制御部２００は、ステップＳ３において確定されたノブ１０１の現在の回転速度が所定の基準速度未満であると判断した場合に（Ｓ４、ＮＯ）、ステップＳ７の処理を行う。ノブ１０１の現在の回転速度が所定の基準速度未満となった理由は、例えば電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動に基づく場合や、途中で操作者が手でノブ１０１を触ったことでノブ１０１に摩擦力が生じた場合が考えられ、以下の実施の形態においても同様である。具体的には、制御部２００は、ステップＳ１において取得された、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）が起動中であるかどうかに関する情報に基づいて、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）が起動中であるかどうかを判断する（Ｓ７）。
【０１０９】
制御部２００は、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）が起動中であると判断した場合に（Ｓ７、ＹＥＳ）、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）を停止させるための制御信号を生成して回転制動部１０５に出力する。これにより、回転制動部１０５は、制御部２００からの制御信号に応じて、電磁ブレーキを停止する（Ｓ８）。言い換えると、入力装置１００は、ノブ１０１の回転を抑制しないため、ノブ１０１を手で操作することでノブ１０１の回転が継続される。
【０１１０】
一方、制御部２００は、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）が起動中ではないと判断した場合に（Ｓ７、ＮＯ）、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）を起動させるための制御信号を生成しない。これにより、回転制動部１０５は、電磁ブレーキを起動しない。言い換えると、入力装置１００は、ノブ１０１の回転を抑制しないため、ノブ１０１を手で操作することでノブ１０１の回転が継続される。
【０１１１】
また、制御部２００は、ステップＳ１において取得されたノブ１０１の回転位置が停止目標位置であると判断した場合に（Ｓ２、ＹＥＳ）、ステップＳ９の処理を行う。具体的には、制御部２００は、ノブ１０１の回転を素早くかつ完全に停止させるための制御信号（言い換えると、デューティ比１００％のＰＷＭ制御による電磁ブレーキの起動用の制御信号）を回転制動部１０５に出力する（Ｓ９）。回転制動部１０５は、制御部２００からの制御信号に応じて、デューティ比１００％のＰＷＭ制御によって、ノブ１０１の回転を停止させる。
【０１１２】
以上により、実施の形態１の入力装置１００は、操作者の手による回転操作が可能なノブ１０１の回転位置を繰り返し検出し、ノブ１０１の現在の回転位置と前回の検出タイミングで検出されたノブ１０１の回転位置とに基づいて、ノブ１０１の現在の回転速度を決定する。入力装置１００は、決定されたノブ１０１の現在の回転速度に応じて、ノブ１０１の回転を電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）に制動させる。
【０１１３】
これにより、入力装置１００は、例えば３６０度以上自在に回転可能なノブ１０１を、操作者（例えば運転者）の指先で弾くように大きな初速をつけて回転させた場合でも、ノブ１０１の現在の回転速度に合わせて、電磁ブレーキによるブレーキ力（制動力）をノブ１０１に与えることで、ノブ１０１の回転を効果的に抑制できる。従って、入力装置１００は、操作者が本来停めたい停止目標位置（例えばＰポジション）に安定して切り換え可能となり、操作対象物（例えば車）の安全な使用を支援できる。
【０１１４】
また、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転速度が所定の基準速度以上である場合に、ノブ１０１の回転を回転制動部１０５に制動させる。基準速度は、例えば電磁ブレーキを起動させることなく、加えてノブ１０１に手による制動を加えることなく、ノブ１０１が停止目標位置でノブ１０１の回転を停止する上限の回転速度範囲内で設定されたノブ１０１の回転速度を示す。これにより、入力装置１００は、例えば操作者の手によってノブ１０１が高速に回転操作された場合でも、その回転操作により生じた回転速度に合わせて電磁ブレーキを起動させることで、ノブ１０１の回転速度を抑制できてノブ１０１を停止目標位置において停止させることができる。
【０１１５】
また、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転速度に応じて、電磁ブレーキにおけるノブ１０１の回転の制動パラメータ（例えばデューティ比）を変更し、変更後の回転の制動パラメータ（例えばデューティ比）を用いてノブ１０１の回転を回転制動部１０５に制動させる。これにより、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転速度に合わせて、電磁ブレーキにおける回転の制動パラメータ（例えばデューティ比）に従ってノブ１０１の回転を高精度に制動させることができる。
【０１１６】
また、入力装置１００は、ノブ１０１の回転速度とノブ１０１の回転の制動パラメータ（例えばデューティ比）とが対応付けられたテーブル（図９Ｂ参照）を基にして制動パラメータを決定する。入力装置１００は、決定された制動パラメータを用いて、ノブ１０１の回転を回転制動部１０５に制動させる。これにより、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転速度に合わせて、電磁ブレーキにおける回転の制動パラメータ（例えばデューティ比）を簡易に決定でき、ノブ１０１の回転を高精度に制動させることができる。
【０１１７】
また、入力装置１００は、複数の閾値（例えば図９Ｂに示す２７５，４１０，５４９）をそれぞれ跨ぐノブ１０１の回転速度の増加又は減少に応じて、ノブ１０１の回転の制動パラメータ（例えばデューティ比）を段階的に切り換えて決定する。これにより、入力装置１００は、検出されたノブ１０１の回転速度に応じて、ノブ１０１の回転を制動するための制動力（ブレーキ力）を段階的に切り換えできる。従って、入力装置１００は、回転速度が速い程大きな制動力を与えるので、基準速度を超える回転速度の大きさに合わせて、操作者が本来停めたい停止目標位置にノブ１０１を安定して停止させることができる。
【０１１８】
また、入力装置１００は、ノブ１０１の回転速度とノブ１０１の回転の制動パラメータ（例えばデューティ比）との対応関数に基づいて回転の制動パラメータを決定する。入力装置１００は、決定された回転の制動パラメータを用いて、ノブ１０１の回転を回転制動部１０５に制動させる。これにより、入力装置１００は、検出されたノブ１０１の回転速度の増加又は減少の傾向に合わせて、ノブ１０１の回転を制動するための制動力（ブレーキ力）を適応的に切り換えでき、操作者が本来停めたい停止目標位置にノブ１０１を安定して停止させることができる。
【０１１９】
（実施の形態２）
実施の形態１では、基準速度以上となったノブ１０１の回転速度に応じて、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）によるブレーキ力がノブ１０１に与えられるので、ノブ１０１は現在のシフトポジションか隣のシフトポジションにおいて停止する。このため、例えば操作者が一回の回転操作によって、現在のシフトポジション（例えばＤポジション）から複数のシフトポジションを跨ってエンドストップの位置（例えばＰポジション）までノブ１０１を回転（移動）させてから停止させることが難しい場合があった。
【０１２０】
そこで、実施の形態２では、例えば操作者による一回の回転操作によって、ノブ１０１の回転速度に応じて生じる慣性力を利用してノブ１０１の回転を継続させ、現在の回転位置から停止目標位置まで移動（回転）させる入力装置１００の例を説明する。実施の形態２の入力装置１００の具体的な内部構成は実施の形態１の入力装置１００の構成と同一であるため、実施の形態２の入力装置１００も図６に示す構成を有する。また、実施の形態２では、実施の形態１の入力装置１００の動作と異なる内容について説明し、同一の内容については説明を簡略化又は省略する。
【０１２１】
実施の形態２では、入力装置１００は、検出器１０６においてノブ１０１の回転位置を繰り返し（例えば周期的に）検出する。制御部２００は、検出器１０６において検出されたノブ１０１の回転速度が所定の基準速度（上述参照）以上である場合に、停止目標位置とノブ１０１の現在の回転位置との間の差分量とノブ１０１の現在の回転速度とに応じて、回転制動部１０５の起動開始タイミングを調整する。
【０１２２】
これにより、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転位置と停止目標位置との間の移動量（回転量）を考慮して、ノブ１０１の回転速度が速ければ速い程、回転制動部１０５によってノブ１０１の回転の制動を早く開始でき、ノブ１０１を停止目標位置において安定的に停止させることができる。
【０１２３】
図１１は、実施の形態２の入力装置１００の動作概要の一例を示す説明図である。
【０１２４】
図１２は、停止目標位置までの残り移動量と停止目標有効範囲ＥＦＲとの関係の一例を示す説明図である。
【０１２５】
図１３は、実施の形態２の入力装置１００の動作手順の一例を詳細に示すフローチャートである。
【０１２６】
図１１では、ノブ１０１の現在の回転位置を示すシフトポジションがＤポジションであって、停止目標位置がＰポジションである場合を例示して説明する。また図１１において、入力装置１００が載置される車の変速機における変速段Ｓｈｐは、実際のシフトポジションの配置に合わせて、紙面左側から、Ｐポジション，Ｒポジション，Ｎポジション，Ｄポジション，…と図示されている。
【０１２７】
図１１において、操作者（例えば運転者）の手によりノブ１０１が反時計回りに回転操作されて、現在のＤポジションからＰポジションに向かって回転したとする。入力装置１００は、実施の形態１と同様に、検出器１０６においてノブ１０１の回転位置を繰り返し（例えば周期的に）に検出する。
【０１２８】
ここで、ノブ１０１の回転速度が異なるユースケースとして、ユースケースＣ１，Ｃ２の２パターンを想定する。ユースケースＣ１，Ｃ２では、制御部２００により算出されるノブ１０１の回転速度は、上述した所定の基準速度以上である。
【０１２９】
ユースケースＣ１では、ノブ１０１の回転速度は、上述した所定の基準速度以上ではあるが、例えば電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）がデューティ比１００％で起動された場合に、１つのシフトポジション内においてノブ１０１を停止可能な速度（ノーマルスピード）である。従って、例えば停止目標位置がＰポジションの場合、ノブ１０１が同じＰポジション内に移動したタイミング（Brake coil activation start trigger）ｔ１に電磁ブレーキの起動が開始されたとしても、ノブ１０１はＰポジションのディテントセンタＤｔｃの位置か、又はディテントセンタＤｔｃの位置を中心位置として含むディテント範囲Ｄｔｒｇの位置に停止するので、結果的にＰポジションにおいて停止可能となる。
【０１３０】
次に、ユースケースＣ２では、ノブ１０１の回転速度は、上述した所定の基準速度以上であり、例えば電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）がデューティ比１００％で起動された場合でも、１つのシフトポジション内においてノブ１０１を停止不可な速度（ハイスピード）である。従って、例えば停止目標位置がＰポジションの場合、ノブ１０１が一つ手前側のＲポジション内に移動したタイミング（Brake coil activation start trigger）ｔ２に電磁ブレーキの起動が開始されれば、ノブ１０１はＰポジションのディテントセンタＤｔｃの位置か、又はディテントセンタＤｔｃの位置を中心位置として含むディテント範囲Ｄｔｒｇの位置に停止するので、結果的にＰポジションにおいて停止可能となる。
【０１３１】
このように、入力装置１００は、ノブ１０１の回転速度に応じて、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動開始タイミング（Brake coil activation start trigger）を調整することで、ノブ１０１を停止目標位置に安定して停止させることができる。
【０１３２】
図１２を参照して、入力装置１００がノブ１０１の回転の制動開始を決定する動作について具体的に説明する。
【０１３３】
制御部２００は、ノブ１０１の現在の回転位置Ｐ（ｔ）と前回の検出時に検出されたノブ１０１の回転位置Ｐ（ｔ−１）との差分量と検出の時間間隔（既定値）とを用いて、ノブ１０１の現在の回転速度を算出する。また、制御部２００は、ノブ１０１の現在の回転速度において電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動（つまり、制動）が開始されるために必要となるノブ１０１の移動量（回転量）を、ノブ１０１の現在の回転速度と電磁石１５２を構成するコイルの起動時間（既定値）との乗算結果として算出する。
【０１３４】
また、制御部２００は、ノブ１０１の現在の回転位置Ｐ（ｔ）と停止目標位置Ｐｅとの間の残り移動量ＲＭ（つまり、残り回転量）を算出する。更に、制御部２００は、入力装置１００のメカニカルディテント機構ＤＴＭのディテント範囲Ｄｔｒｇに対応した停止目標有効範囲ＥＦＲの値を算出する。停止目標有効範囲ＥＦＲは、図１２に示すように、停止目標位置Ｐｅを中心として、残り移動量ＲＭから所定値ｑが差し引かれた値に対応する位置Ｐｅｍｉｎ（つまり、ディテント範囲Ｄｔｒｇの下限位置Ｄｔｍｎに対応する位置）から、同残り移動量ＲＭから同所定値ｑが加算された値に対応する位置Ｐｅｍａｘ（つまり、ディテント範囲Ｄｔｒｇの上限位置Ｄｔｍｘに対応する位置）までの範囲を示す。所定値ｑは、ボールベアリング１７２がディテントセンタＤｔｃの位置からディテント範囲Ｄｔｒｇの上限位置Ｄｔｍｘ或いは下限位置Ｄｔｍｎまで移動するまでのノブ１０１の回転角度θ（例えば１０度程度）とノブ１０１の半径とから定まる。
【０１３５】
つまり、図５を参照して説明したように、入力装置１００のメカニカルディテント機構ＤＴＭのディテント範囲Ｄｔｒｇに対応するように、停止目標有効範囲ＥＦＲが設定される。これは、ノブ１０１が現在の回転速度において電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動（つまり、制動）が開始されるために必要となるノブ１０１の移動量が停止目標有効範囲ＥＦＲに含まれる場合には、その時点で電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動が開始されるように起動開始タイミングが早まるように調整されることで、メカニカルディテント機構ＤＴＭによって、ノブ１０１が停止目標位置で停止することを表す。
【０１３６】
次に、図１３の説明の前提として、入力装置１００は、例えばノブ１０１の回転方向に基づいて、又はノブ１０１の回転方向と車の走行方向とに基づいて、操作者が本来停めたい停止目標位置に関する情報を決定して取得している。なお、この停止目標位置に関する情報は、ステップＳ１において制御部２００が取得したノブ１０１の回転位置や車の状態に関する情報の中に含まれても構わない。また、図１３の説明において、図１０の説明中の処理と同一の処理については同一のステップ番号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。また、図１３のフローチャートで示される一連の処理は、電磁ブレーキの起動開始タイミングまでに要する時間（例えば１０数ミリ秒）のうち、制御部２００内の処理に要する時間（例えば６ミリ秒以内）で繰り返して行われる。
【０１３７】
図１３において、制御部２００は、ステップＳ３において確定されたノブ１０１の現在の回転速度が所定の基準速度以上であると判断した場合に（Ｓ４、ＹＥＳ）、ステップＳ１１の処理を行う。具体的には、制御部２００は、ノブ１０１の現在の回転位置Ｐ（ｔ）と停止目標位置Ｐｅとの間の残り移動量ＲＭ（つまり、残り回転量）を算出する（Ｓ１１）。
【０１３８】
制御部２００は、ノブ１０１の現在の回転速度において電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動（つまり、制動）が開始されるために必要となるノブ１０１の移動量（回転量）を、ノブ１０１の現在の回転速度と電磁石１５２を構成するコイルの起動時間（既定値）との乗算結果として算出する（Ｓ１２）。
【０１３９】
制御部２００は、現時点において電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動（つまり、制動）を開始すればノブ１０１を停止目標位置において停止可能であるか否かを判断する。つまり、制御部２００は、ノブ１０１の現在の回転速度において電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動（つまり、制動）が開始されるために必要となるノブ１０１の移動量が停止目標有効範囲ＥＦＲに含まれるか否かを判断する（Ｓ１３）。
【０１４０】
制御部２００は、現時点において電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動（つまり、制動）を開始すればノブ１０１を停止目標位置において停止可能ではないと判断した場合に（Ｓ１３、ＮＯ）、図１３に示す処理を終了する。言い換えると、この時点では電磁ブレーキが起動されたとしてもノブ１０１は停止目標位置に停止されないので、電磁ブレーキの起動によってノブ１０１が停止目標位置に停止可能と判断されるまで、ノブ１０１の回転速度に応じて生じる慣性力によってノブ１０１の回転が継続される。
【０１４１】
一方、制御部２００は、現時点において電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）の起動（つまり、制動）を開始すればノブ１０１を停止目標位置において停止可能であると判断した場合に（Ｓ１３、ＹＥＳ）、ステップＳ７と同様にして電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）が起動中であるかどうかを判断する（Ｓ１４）。
【０１４２】
制御部２００は、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）が起動中であると判断した場合に（Ｓ１４、ＹＥＳ）、図１３に示す処理を終了する。言い換えると、既に電磁ブレーキは起動しているので、ノブ１０１は停止目標位置において停止することになる。
【０１４３】
一方、制御部２００は、電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）が起動中ではないと判断した場合に（Ｓ１４、ＮＯ）、ノブ１０１の回転を素早くかつ完全に停止させるための制御信号（言い換えると、デューティ比１００％のＰＷＭ制御による電磁ブレーキの起動用の制御信号）を回転制動部１０５に出力する（Ｓ９）。回転制動部１０５は、制御部２００からの制御信号に応じて、デューティ比１００％のＰＷＭ制御によって、ノブ１０１の回転を停止させる。これにより、電磁ブレーキが起動されることで、ノブ１０１は停止目標位置において停止することになる。
【０１４４】
以上により、実施の形態２の入力装置１００は、操作者の手による回転操作が可能なノブ１０１の回転位置を繰り返し検出し、停止目標位置とノブ１０１の現在の回転位置との間の差分量とノブ１０１の現在の回転速度とに応じて、回転制動部１０５の起動開始タイミング（つまり、電磁ブレーキの起動開始タイミング）を調整する。これにより、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転位置や回転速度に合わせて、電磁ブレーキの起動開始タイミングの調整の要否を判断できるので、ノブ１０１を停止目標位置に停止させることができる。
【０１４５】
また、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転速度に対応した回転制動部１０５の起動開始タイミングを、所定の基準速度に対応した回転制動部１０５の起動開始タイミングに比べて早くなるように調整する。これにより、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転位置と停止目標位置との間の移動量（回転量）を考慮して、ノブ１０１の回転速度が速ければ速い程、回転制動部１０５によってノブ１０１の回転の制動を早く開始でき、ノブ１０１を停止目標位置において安定的に停止させることができる。
【０１４６】
また、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転速度において回転の制動が開始されるまでのノブ１０１の回転量が、停止目標位置とノブ１０１の現在の回転位置との間の差分量から所定値ｑを差し引いた値から所定値ｑを加算した値までの停止目標有効範囲ＥＦＲ内に含まれる場合に、ノブ１０１の回転の制動開始を決定する。これにより、入力装置１００は、ノブ１０１の現在の回転位置及び回転速度や停止目標位置に応じて、ノブ１０１の回転速度に応じて生じる慣性力を巧みに利用してノブ１０１の回転を継続できたり、電磁ブレーキの起動によってノブ１０１の回転に制動をかけたりできるので、例えば操作者による一回の回転操作によって、ノブ１０１を停止目標位置に安定的に停止させることができる。
【０１４７】
（実施の形態３）
実施の形態３では、入力装置１００が載置される車が走行中か停止直前の低速状態かの状態に応じて、実施の形態１の入力装置１００の動作と実施の形態２の入力装置１００の動作とを切り換える入力装置１００の例を説明する。実施の形態３の入力装置１００の具体的な内部構成は実施の形態１，２の入力装置１００の構成と同一であるため、実施の形態３の入力装置１００も図６に示す構成を有する。また、実施の形態３では、実施の形態１，２の入力装置１００の構成及び動作と異なる内容について説明し、同一の内容については説明を簡略化又は省略する。
【０１４８】
図１４は、実施の形態３の入力装置１００の動作手順の一例を詳細に示すフローチャートである。
【０１４９】
図１４の説明の前提として、入力装置１００は、例えばノブ１０１の回転方向に基づいて、又はノブ１０１の回転方向と車の走行方向とに基づいて、操作者が本来停めたい停止目標位置に関する情報を決定して取得している。なお、この停止目標位置に関する情報は、ステップＳ１において制御部２００が取得したノブ１０１の回転位置や車の状態に関する情報の中に含まれても構わない。また、図１４の説明において、図１０又は図１３の説明中の処理と同一の処理については同一のステップ番号を付与して説明を簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。
【０１５０】
図１４において、入力装置１００は、ステップＳ１の後、ステップＳ１において取得された車の走行状態に関する情報に基づいて、車が走行中であるのか停止直前の低速状態であるのかを判断する（Ｓ２１）。
【０１５１】
なお実施の形態３において、停止直前の低速状態とは、例えば車速が入力装置１００の操作者により車の徐行運転可能な速度未満（例えば時速５ｋｍ／ｈ）までの速度の状態を示す。なお、ステップＳ２１において、停止直前の低速状態の代わりに、例えば車がほぼ停止状態でもよい。これは、例えば車がほぼ停止状態の車速（例えば、時刻５ｋｍ／ｈ〜０ｋｍ／ｈ）の場合でも、操作者（例えば運転者）は、ノブ１０１を回転してＤポジションからＰポジションやＲポジションに切り換えることがあるためである。
【０１５２】
制御部２００は、車が走行中であると判断した場合に（Ｓ２１、ＹＥＳ）、実施の形態１と同一の処理群Ｔ１（図１０の点線参照）の一連の処理を実行する（Ｔ１）。つまり、車が走行中であれば、入力装置１００は、ノブ１０１の回転位置を繰り返し検出し、ノブ１０１の現在の回転位置と前回の検出タイミングで検出されたノブ１０１の回転位置とに基づいて、ノブ１０１の現在の回転速度を決定する。また、入力装置１００は、決定されたノブ１０１の現在の回転速度に応じて、ノブ１０１の回転を電磁ブレーキ（つまり、回転制動部１０５）に制動させる。
【０１５３】
ここで、車が走行中なら、通常シフトポジションは例えば両端のエンドストップにおいて一端のエンドストップ（例えばＤポジション）から他端のエンドストップ（例えばＰポジション）にシフト操作される頻度が低いという傾向がある。このような傾向に対して、入力装置１００は、車の走行中には電磁ブレーキによってノブ１０１の回転速度に応じたブレーキ力（制動力）をかけることができる。このように、ノブ１０１の回転速度に適切な制限を与え、ノブ１０１が現在のシフトポジションから移れるシフトポジションに制限をかけることができるので、操作者（例えば運転者）に対して慎重にシフト操作を行わせることができる。
【０１５４】
一方、制御部２００は、車が停止直前の低速状態であると判断した場合に（Ｓ２１、ＮＯ）、実施の形態２と同一の処理群Ｔ２（図１３の点線参照）の一連の処理を実行する（Ｔ２）。つまり、車が停止直前の低速状態であれば、入力装置１００は、ノブ１０１の回転位置を繰り返し検出し、停止目標位置とノブ１０１の現在の回転位置との間の差分量とノブ１０１の現在の回転速度とに応じて、回転制動部１０５の起動開始タイミング（つまり、電磁ブレーキの起動開始タイミング）を調整する。
【０１５５】
ここで、車が停止直前の低速状態（例えば時速５ｋｍ／ｈ）なら、通常走行状態から駐車するためにシフトポジションが一端のエンドストップ（例えばＤポジション）から他端のエンドストップ（例えばＰポジション）にシフト操作される頻度が高いという傾向がある。このような傾向に対して、入力装置１００は、車が停止直前の低速状態では、ノブ１０１の回転速度が所定の基準速度以上の場合、回転制動部１０５の起動開始タイミングの調整が行なわれて電磁ブレーキが起動され、ノブ１０１を停止目標位置で停止できるので、操作者（例えば運転者）に対して簡易に複数のシフトポジションを跨ぐシフト操作を行わせることができる。
【０１５６】
なお、本開示は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本開示の実施の形態としてもよい。また、上述した実施の形態に対して本開示の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本開示に含まれる。
【０１５７】
例えば、上述実施の形態では、入力装置１００は、操作力付与部１０７を備えるものとして説明したが、これらは特に備えなくても構わない。
【０１５８】
また、上述の実施の形態では操作者の手により回転操作させる操作部を備えた入力装置について説明したが、回転操作以外の入力装置でもよい。例えば、車の変速段を変更するために、変速段を設定するための位置が直線的に配置されており、操作部は操作者が前後に直線的に動作させることで変速段を設定するレバーであってもよい。
【０１５９】
また、本開示において、入力装置は、操作部がレバーのように略直線状に移動する物体を用いて構成される場合、上述したいずれかの実施形態において述べられた入力装置と同一の構成を有してもよい。具体的には、入力装置は、略直線的に移動する操作部（例えばよく知られたレバー）を有し、上述した実施の形態とは異なる部品を用いて構成されるノブ１０１、制動部、速度決定部および制御部を有してよい。また、入力装置は、目標位置取得部と走行方向検出部を有してもよい。
【０１６０】
操作部は、操作者の手による操作を実行可能である。制動部は、操作部の動きを制動する。速度決定部は、操作部の現在の速度を決定する。制御部は、操作部の現在の速度に応じて、制動部に操作部の動きを制動させる。目標位置取得部は、操作部が停止されるべき目標位置に関する情報を取得する。走行方向検出部は、入力装置が載置される車の走行方向を検出する。
【０１６１】
ここで、本開示の上述した実施の形態の詳細を以下のように纏める。
【０１６２】
［１］本開示は、操作者の手による操作が可能な操作部と、操作部の動きを制動する制動部と、操作部の現在の速度を決定する速度決定部と、操作部の現在の速度に応じて、操作部の動きを制動部に制動させる制御部と、を備える、入力装置を提供する。
【０１６３】
［２］入力装置は、項目［１］に従属し、操作部の位置を繰り返し検出する検出器、を更に備える。速度決定部は、現在検出された操作部の位置と前回検出された操作部の位置とに基づいて、操作部の現在の速度を決定する。
【０１６４】
［３］入力装置は、項目［１］または項目［２］に従属する。制御部は、操作部の現在の速度が所定の基準速度以上である場合に、操作部の動きを前記制動部に制動させる。
【０１６５】
［４］入力装置は、項目［１］〜項目［３］のうちいずれか一つに従属する。制御部は、操作部の現在の速度に応じて、操作部の動きの制動パラメータを変更し、変更後の制動パラメータを用いて操作部の動きを制動部に制動させる。
【０１６６】
［５］入力装置は、項目［４］に従属する。制御部は、操作部の速度と操作部の制動パラメータとが対応付けられたテーブルを基に制動パラメータを決定し、決定された制動パラメータを用いて操作部の動きを回転制動部に制動させる。
【０１６７】
［６］入力装置は、項目［４］または項目［５］に従属する。制御部は、所定の閾値を跨ぐ操作部の速度の増加又は減少に応じて、操作部の制動パラメータを段階的に切り換える。
【０１６８】
［７］入力装置は、項目［４］に従属する。制御部は、操作部の速度と操作部の制動パラメータとの対応関数に基づいて制動パラメータを決定し、決定された制動パラメータを用いて操作部の動きを制動部に制動させる。
【０１６９】
［８］入力装置は、項目［２］〜項目［７］のうちいずれか一つに従属し、操作部の動きを停止させる目標位置に関する情報を取得する目標位置取得部、を更に備える。制御部は、目標位置と操作部の現在の位置との間の差分量と操作部の現在の速度とに応じて、制動部の起動開始タイミングを調整する。
【０１７０】
［９］入力装置は、項目［８］に従属する。制御部は、操作部の現在の速度に対応した制動部の起動開始タイミングを、所定の基準速度に対応した制動部の起動開始タイミングに比べて早くなるように調整する。
【０１７１】
［１０］入力装置は、項目［８］に従属する。制御部は、操作部の現在の速度において動きの制動が開始されるまでの操作部の動き量が、目標位置と操作部の現在の位置との間の差分量から所定値を差し引いた値から所定値を加算した値までの範囲内に含まれる場合に、制動部の起動開始を決定する。
【０１７２】
［１１］入力装置は、項目［８］〜項目［１１］のうちいずれか一つに従属する。目標位置取得部は、操作部の現在の動き方向に基づいて、入力装置が載置される車の変速機における複数の変速段のうち両端側のいずれかの変速段に対応する位置を前記目標位置として決定する。
【０１７３】
［１２］入力装置は、項目［８］〜項目［１１］のうちいずれか一つに従属する。目標位置取得部は、入力装置が載置される車の車速を取得し、操作部の現在の動き方向に車の変速機における複数の変速段のうち車を後退させるリバースに設定させる位置があり、かつ、車速が所定の速度以上の場合には、リバース以外の変速段に対応する位置を目標位置として決定する。
【０１７４】
［１３］入力装置は、項目［８］〜項目［１１］のうちいずれか一つに従属し、入力装置が載置される車の走行方向を検出する走行方向検出部、を更に備える。目標位置取得部は、少なくとも検出された車の走行方向と操作部の現在の動き方向とに基づいて、入力装置が載置される車の変速機における複数の変速段のうち、車の走行方向を変化させる変速段に隣接する変速段に対応する位置を目標位置として決定する。
【０１７５】
また、入力装置１００の適用例として車の変速段を変更するものを例示したが、カーナビゲーションシステムやカーオーディオの入力に用いてもよい。また、この場合、車速が０の時にのみポジション数が更新されても構わない。さらに、テレビやエアコンなどの電気機器を操作するための入力装置１００など任意の機器に適用することができる。
【０１７６】
また、回転軸体１０２の外周面の側方に配された電磁式の回転制動部１０５を例示したが、回転制動部１０５の形式や取り付け位置は任意である。
【０１７７】
また、車が運転モードにない場合などにおいては、回転制動部１０５や操作力付与部１０７を機能させず、ノブ１０１を自由に回転させることができるようにしても良い。例えばこれにより、エアコンなどの風量を調節したり、オーディオの音量を調整したりすることができる。
【０１７８】
本開示は、例えば車や電気機器など回転操作によって制御される装置などに利用可能であり、回転可能なノブ等の操作部を、操作者の指先で弾くように大きな初速をつけて回転させた場合でも、操作者が本来停めたい停止目的位置に安定して切り換え、操作対象物の安全な使用を支援する入力装置として有用である。
【０１７９】
本開示は、２０１７年６月２７日付けで提出された米国出願（Ｎｏ．１５／６３４７６９）に基づくとともに、その利益を享受する。この出願の明細書、図面および請求の範囲等の内容は全体としてこの出願の内容として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８０】
本開示は、車や電気機器など回転操作によって制御される装置などに利用可能であり、回転可能なノブ等の操作部を、操作者の指先で弾くように大きな初速をつけて回転させた場合でも、操作者が本来停めたい停止目標位置に安定して切り換え、操作対象物の安全な使用を支援する入力装置として有用である。
【符号の説明】
【０１８１】
１００  入力装置
１０１  ノブ
１０２  回転軸体
１０３  表示器
１０３Ａ  表示部
１０３Ｂ  インジケータ
１０５  制動部
１０６  検出器
１０７  操作力付与部
１０９  固定軸体
１２１  第一突部
１５１  アーマチュア
１５２  電磁石
１５３  ヨーク
１５４  溝
１６０  主歯車
１６１  第一歯車
１６２  第二歯車
１６２Ｍ  磁石
１６３  検出素子
１７０  筐体
１７１  スプリング
１７２  ボール
１７３  カム表面
１７３Ｒ  カムカーブ
２００  制御部
２０２  車両制御部
２１０  記憶部
Ｃ１／Ｃ２  ユースケース
ＤＴＭ  メカニカルディテント機構
Ｄｔｃ  ディテントセンタ
Ｄｔｍｘ  上限位置
Ｄｔｍｎ  下限位置
Ｄｔｒｇ  ディテント範囲
ＥＦＲ  停止目標有効範囲
Ｐ（ｔ）  回転位置
Ｐｅ  停止目標位置
Ｐｅｍａｘ  位置
Ｐｅｍｉｎ  位置
ＲＭ  残り移動量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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