JP2012059075A - Force sense giving type shift device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a force sense giving type shift device which is capable of achieving the improvement of operability, the reduction of fatigue, and the like by enabling an operator to arbitrarily select an operation feeling like a feeling of moderation.SOLUTION: A shift device (1) includes an X motor (31) and a Y motor (36) as driving means for generating reaction force on a shift lever (2). In a memory (51) connected to a force sense control part (50), a plurality of force sense patterns (52) giving different feelings of moderation to the shift lever are preliminarily stored. The shift lever is provided with selection means (80) for selecting one of the plurality of force sense patterns. The force sense control part generates, on the shift lever, a feeling of moderation or the like corresponding to strength according to the force sense pattern selected by the selection means. Thus adjustment to an operation feeling which the operator desires is possible.

Description

本発明は、ジョイスティック等からなるシフトレバーに反力としての力覚を付与する力覚付与型のシフト装置に関する。   The present invention relates to a force sense imparting type shift device that imparts a force sense as a reaction force to a shift lever made of a joystick or the like.

近年、遠隔操作が求められる多くの分野で、操作感覚を疑似的に再現して操作性能を向上させる力覚付与型デバイスが注目されている。力覚付与型の入力装置は、機械的な入力機構に換えて操作部の操作状態を電気信号に変換して出力する、いわゆるバイワイヤ方式の入力装置において、操作状態の検出信号に基づく反力を操作部にフォースフィードバック制御することにより、操作に応じた力覚を操作者に与えるものである。   In recent years, in many fields where remote operation is required, attention has been paid to a haptic device that reproduces an operation feeling in a pseudo manner to improve operation performance. The haptic input device is a so-called by-wire type input device that converts the operation state of the operation unit into an electrical signal and outputs it instead of a mechanical input mechanism, and generates a reaction force based on the operation state detection signal. Force feedback corresponding to the operation is given to the operator by performing force feedback control on the operation unit.

一方で自動車の分野においては、走行性能に加え、安全性、快適性及び環境等の観点から車両内の電子化が進み、エアコン、カーナビ、オーディオ等の様々な操作対象機器類が搭載されるのが一般的となっている。このような多種に渡る機器類を操作する操作者の負担を軽減するため、操作入力を運転席内の1つの入力装置で一元化できるジョイスティックタイプの力覚付与型入力装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, in the field of automobiles, in addition to driving performance, computerization in the vehicle has progressed from the viewpoint of safety, comfort, environment, etc., and various operation target devices such as air conditioners, car navigation systems, and audio systems will be installed. Has become commonplace. In order to reduce the burden on the operator who operates such various devices, there has been proposed a joystick-type force-sensing input device that can unify operation inputs with one input device in the driver's seat (for example, , See Patent Document 1).

このような力覚付与型入力装置によれば、ジョイスティックに例えば疑似的な節度感(クリックフィーリング)を生じさせ、または次にすべき操作を反力で促すような操作の支援制御といった多様な操作感を力覚として付与することが可能となる。また、操作対象機器の動作や操作の目的に応じて力覚パターンを適宜変更することで、多用途、多目的の入力装置として共有することができる。   According to such a force sense imparting type input device, there are a variety of operations such as a pseudo control feeling (click feeling) on the joystick, or an operation support control for urging the next operation with a reaction force. It becomes possible to give an operational feeling as a force sense. Further, by appropriately changing the haptic pattern according to the operation of the operation target device and the purpose of the operation, it can be shared as a versatile and multipurpose input device.

また、車両の自動変速機を切り換えるバイワイヤ方式のシフト装置(SBW:Shift By Wire)において、一方向のみ往復傾倒操作可能なシフト装置に上述の力覚付与の技術を応用したものが開示されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, a by-wire shift device (SBW: Shift By Wire) for switching an automatic transmission of a vehicle is disclosed in which the above-mentioned force sense application technology is applied to a shift device that can be reciprocally tilted in only one direction. (For example, refer to Patent Document 2).

特開2004−258782号公報JP 2004-257872 A 特開2003−176870号公報JP 2003-176870 A

しかし、バイワイヤ方式のシフト装置において、上述したジョイスティックタイプの入力装置のように二次元上の任意の位置へのシフト操作を許容することにより、多用途、多目的の操作入力に対応させた構成は見当たらない。また、従来のシフト装置によれば、力覚として受ける節度感やモーメンタリ動作によるレバーの復帰力等が操作者によっては過度に感じられたりする場合もある。このような場合に節度感等の操作フィーリングを操作者の好みで変更できれば、操作性の向上や疲労感の低減等が期待される。   However, in a by-wire type shift device, a configuration corresponding to multi-purpose and multi-purpose operation input can be found by allowing a shift operation to an arbitrary two-dimensional position like the above-described joystick type input device. Absent. In addition, according to the conventional shift device, the moderation feeling received as a force sense, the return force of the lever due to the momentary operation, and the like may be excessively felt by an operator. In such a case, if the operation feeling such as moderation can be changed according to the preference of the operator, improvement in operability, reduction in fatigue, and the like are expected.

そこで、本発明の目的は、節度感等の操作フィーリングを操作者が任意に選択できるようにして、操作性の向上や疲労の低減等を図ることができる力覚付与型のシフト装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a haptic-type shift device that enables an operator to arbitrarily select an operation feeling such as a sense of moderation, thereby improving operability and reducing fatigue. There is to do.

[1]上記目的を達成するため本発明に係る力覚付与型のシフト装置は、二次元上の任意の位置に操作可能なジョイスティック操作部と、前記ジョイスティック操作部に力を付与する駆動手段と、前記ジョイスティック操作部の操作状態を検出する検出手段と、前記操作状態に対し前記駆動手段が付与する前記力との連続的な関係を対応付けた特性データである力覚パターンを複数記憶する記憶手段と、選択操作されることにより前記複数の力覚パターンのうち何れかを選択する選択手段と、前記選択手段で選択された前記力覚パターンに従って、前記ジョイスティック操作部の操作状態に基づく前記駆動手段の力制御を行う力覚調整手段と、を備える。 [1] In order to achieve the above object, a force imparting shift device according to the present invention includes a joystick operating unit operable at an arbitrary two-dimensional position, and a driving unit for applying a force to the joystick operating unit. A memory for storing a plurality of force sense patterns, which are characteristic data in which a continuous relationship between a detection unit that detects an operation state of the joystick operation unit and the force applied by the driving unit is associated with the operation state. And means for selecting one of the plurality of force sense patterns by a selection operation, and the driving based on the operation state of the joystick operation unit according to the force sense pattern selected by the selection means Force sense adjusting means for controlling the force of the means.

[2]また、前記複数の力覚パターンは、前記ジョイスティック操作部が一つのポジションを原点にモーメンタリ動作する操作軌道において、前記ジョイスティック操作部の前記原点からのストロークに対する前記力の傾き特性がそれぞれ異なるように設定されている。 [2] In addition, the force sensation patterns have different slope characteristics of the force with respect to a stroke from the origin of the joystick operation unit in an operation trajectory in which the joystick operation unit performs a momentary operation with one position as an origin. Is set to

[3]また、前記複数の力覚パターンは、前記ジョイスティック操作部の操作に伴って知覚される節度感に対応付けられる前記力の変化する大きさがそれぞれ異なるように設定されている。 [3] Further, the plurality of force sense patterns are set such that the magnitudes of changes of the forces associated with the sense of moderation perceived by the operation of the joystick operation unit are different.

本発明によれば、操作部にフィードバックされる反力により感じられる節度感等の操作フィーリングを、選択手段を使って操作者の好みに応じて選択できるので、シフト装置における操作性の向上及び疲労の低減等を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to select an operation feeling such as a moderation feeling felt by a reaction force fed back to the operation unit according to the preference of the operator using the selection unit. It is possible to reduce fatigue and the like.

図1は、本発明の実施の形態によるシフト装置の構成を示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a shift device according to an embodiment of the present invention. 図2は、シフト装置のシステム構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of the shift device. 図3は、シフト装置において設定されるシフトポジションの配列とシフトレバーの軌道との位置関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between an array of shift positions set in the shift device and a track of the shift lever. 図4は、シフト装置において、ホーム(H)ポジションを傾倒操作の原点としてシフトレバーに作用するトルク特性である力覚パターンを例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a force sense pattern that is a torque characteristic that acts on the shift lever with the home (H) position as the origin of the tilting operation in the shift device. 図5は、ホーム(H)ポジションからシフトアップ(+)ポジション間の傾倒操作に関連して、第1の実施の形態により選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a plurality of force sense patterns that can be selected according to the first embodiment in relation to the tilting operation from the home (H) position to the upshift (+) position. 図6は、ホーム(H)ポジションからシフトアップ(+)ポジション間の傾倒操作に関連して、第2の実施の形態により選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a plurality of force sense patterns that can be selected according to the second embodiment in relation to the tilting operation from the home (H) position to the upshift (+) position. 図7は、シフトレバーの種々の操作経路を示す操作パターン図(a)〜(f)である。FIG. 7 is operation pattern diagrams (a) to (f) showing various operation paths of the shift lever. 図8は、力覚付与型のシフト装置において、ホーム(H)ポジションを傾倒操作の原点としてシフトレバーに作用する力覚パターンを例示するものであって、シフトレバーのステーショナリ動作を制御するための力覚パターンの例示図である。FIG. 8 exemplifies a force sense pattern that acts on the shift lever with the home (H) position as the origin of the tilting operation in the force sense imparting type shift device, for controlling the stationary operation of the shift lever. It is an illustration figure of a force sense pattern. 図9は、図5で示した第1の実施の形態をステーショナリ動作で制御する場合の力覚パターンの例示図であって、ホーム(H)ポジションからシフトアップ(+)ポジション間の傾倒操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。FIG. 9 is a view showing an example of a haptic pattern in the case where the first embodiment shown in FIG. 5 is controlled by a stationary operation, and is used for a tilting operation between a home (H) position and a shift-up (+) position. FIG. 6 is a diagram illustrating a plurality of selectable force sense patterns in association with each other. 図10は、図6で示した第2の実施の形態をステーショナリ動作で制御する場合の力覚パターンの例示図であって、ホーム(H)ポジションからシフトアップ(+)ポジション間の傾倒操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。FIG. 10 is a view showing an example of a force sensation pattern when the second embodiment shown in FIG. 6 is controlled by a stationary operation. In the tilting operation between the home (H) position and the upshift (+) position, FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a plurality of selectable force sense patterns in association with each other.

以下、本発明の好適な実施の形態として、車両の自動変速機を切り換えるための、力覚付与型のシフト装置1について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, as a preferred embodiment of the present invention, a force imparting shift device 1 for switching an automatic transmission of a vehicle will be described in detail with reference to the drawings.

(シフト装置の構成)
図1は、本発明の実施の形態によるシフト装置1の構成を示す分解斜視図である。このシフト装置1は、シフトレバー2と、ジョイスティック機構部3と、ジョイスティック機構部3を収納するケース部材4とを備えている。
(Configuration of shift device)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a shift device 1 according to an embodiment of the present invention. The shift device 1 includes a shift lever 2, a joystick mechanism 3, and a case member 4 that houses the joystick mechanism 3.

シフトレバー2は、二次元(XY面)上の任意の方向への傾倒操作(シフト操作)が可能なジョイスティック操作部であり、操作者が手動で操作する把持部2aと、皿状で下面が凹状に湾曲する被案内面を有する支持摺動部2bと、把持部2a及び支持摺動部2bを連結する支柱部2cとにより一体形成されている。   The shift lever 2 is a joystick operation unit that can be tilted (shifted) in any direction on two dimensions (XY plane), and has a grip portion 2a that is manually operated by the operator and a dish-shaped lower surface. The support sliding portion 2b having a guided surface curved in a concave shape and the support portion 2c connecting the grip portion 2a and the support sliding portion 2b are integrally formed.

把持部2aには、力覚制御による操作フィーリングを操作者が選択するための選択手段80が設けられている。選択手段80は、例えば3つの選択位置の何れかをノブの回転操作で切り換え可能な回転スイッチからなる。また、選択手段80は、プッシュオン−プッシュオフ動作により2つまたはそれ以上の選択位置を切り換えるオルタネートスイッチであってもよい。また、選択手段80は、連続的に電気抵抗値を変化させる可変抵抗器(ポテンショメータ)であってもよい。更には、選択手段80として上記スイッチ類を2個以上備えて構成されてなるものでもよく、上記2種類以上のタイプのスイッチ類を含めて組み合わせてなるものでもよい。   The grip portion 2a is provided with a selection means 80 for the operator to select an operation feeling based on force sense control. The selection means 80 is composed of a rotary switch that can switch any one of three selection positions by rotating the knob, for example. The selection means 80 may be an alternate switch that switches between two or more selected positions by a push-on / push-off operation. The selection unit 80 may be a variable resistor (potentiometer) that continuously changes the electric resistance value. Furthermore, the selection means 80 may be configured to include two or more of the switches, or may be a combination of the two or more types of switches.

ジョイスティック機構部3は、シフトレバー2が先端部に固定されるシャフト11と、シャフト11の傾倒動作を一定の範囲に規制するゲートブロック20とを備えている。シャフト11は、例えば、柱状の棒状部材からなり、互いに直交するように設けられた第1キャリッジ12及び第2キャリッジ13の各長孔を貫通している。   The joystick mechanism 3 includes a shaft 11 on which the shift lever 2 is fixed to the tip, and a gate block 20 that restricts the tilting operation of the shaft 11 to a certain range. The shaft 11 is made of, for example, a columnar bar-like member, and passes through the long holes of the first carriage 12 and the second carriage 13 provided so as to be orthogonal to each other.

第1キャリッジ12は、四角形の管状の部材からなり、シャフト11をその長孔の長手方向(X方向)に沿って傾倒可能に枢着させるX軸14と、X軸14に直交する方向(Y方向)に突出するY軸15とを備えている。各Y軸15は、第1キャリッジ12の両外壁に一体に形成され、Y軸15の各両端部にはベアリング16が嵌着されている。ベアリング16がベアリングホルダ17を介してジョイスティック機構部3の図示しないフレームに固定されることにより、第1キャリッジ12は、当該フレームに対しY軸15を中心に揺動可能とされている。   The first carriage 12 is formed of a rectangular tubular member, and an X axis 14 that pivotally attaches the shaft 11 along the longitudinal direction (X direction) of the long hole and a direction orthogonal to the X axis 14 (Y Y-axis 15 protruding in the direction). Each Y axis 15 is integrally formed on both outer walls of the first carriage 12, and bearings 16 are fitted to both ends of the Y axis 15. The bearing 16 is fixed to a frame (not shown) of the joystick mechanism 3 via the bearing holder 17 so that the first carriage 12 can swing around the Y axis 15 with respect to the frame.

第2キャリッジ13は、シャフト11が貫通している長孔が形成される平板部と、当該平板部と直交するアーム部とが一体形成される外形U字状の部材から構成されている。第2キャリッジ13の長孔は、Y方向に沿って長く形成され、シャフト11のY方向への傾倒動作を許容する一方で、X方向の傾倒に対しては第2キャリッジ13を揺動させるように形成されている。   The second carriage 13 is constituted by an outer U-shaped member in which a flat plate portion in which a long hole through which the shaft 11 passes is formed and an arm portion orthogonal to the flat plate portion are integrally formed. The long hole of the second carriage 13 is formed long along the Y direction, and allows the shaft 11 to tilt in the Y direction, while swinging the second carriage 13 against the tilt in the X direction. Is formed.

ゲートブロック20は、上面部に四角形の開口を有する箱状の強度部材であり、シャフト11の傾倒動作を所定の範囲に制限するために設けられている。すなわち、ゲートブロック20の開口内部には、シャフト11の基端部が挿入され、シャフト11が最大ストローク傾倒する位置で当該基端部がゲートブロック20の内壁に当接することにより、それ以上のシャフト11の傾倒動作が規制される。   The gate block 20 is a box-shaped strength member having a square opening on the upper surface portion, and is provided to limit the tilting operation of the shaft 11 to a predetermined range. That is, the base end portion of the shaft 11 is inserted into the opening of the gate block 20, and the base end portion abuts against the inner wall of the gate block 20 at a position where the shaft 11 tilts to the maximum stroke, thereby further shafts 11 tilting operations are restricted.

また、ジョイスティック機構部3は、2つのセクターギア21,26と、シフトレバー2及びシャフト11の傾倒状態を検出する検出手段としての2つの回転センサ32,37と、シャフト11を介してシフトレバー2に力(反力)を生じさせる駆動手段としてのXモータ31及びYモータ36とを備えている。セクターギア21,26は、それぞれ扇状の基端部に揺動軸が設けられ、その揺動軸を中心とする同一半径の周面部にギア歯21a,26aが形成されている。   The joystick mechanism 3 includes two sector gears 21 and 26, two rotation sensors 32 and 37 as detection means for detecting the tilted state of the shift lever 2 and the shaft 11, and the shift lever 2 via the shaft 11. An X motor 31 and a Y motor 36 are provided as driving means for generating a force (reaction force). The sector gears 21 and 26 are each provided with a swing shaft at a fan-shaped base end portion, and gear teeth 21a and 26a are formed on peripheral surface portions having the same radius with the swing shaft as the center.

第1のセクターギア21は、ジョイスティック機構部3の図示しないフレームにその揺動軸が枢着されて揺動可能であるとともに、第2キャリッジ13のアーム部が同軸に連結している。第1のセクターギア21のギア歯21aには、Xモータ31のモータギア31aが噛合している。また、回転センサ32は、例えば、モータギア31aに連結して回転する回転エンコーダ部とその回転数をカウントして回転角度あるいは回転位置を検出する光検出器等により構成されている。   The first sector gear 21 has a swing shaft pivotally attached to a frame (not shown) of the joystick mechanism 3 and can swing, and the arm portion of the second carriage 13 is connected coaxially. The motor gear 31 a of the X motor 31 meshes with the gear teeth 21 a of the first sector gear 21. The rotation sensor 32 includes, for example, a rotation encoder unit that rotates while being connected to the motor gear 31a, and a photodetector that counts the number of rotations to detect a rotation angle or a rotation position.

第2のセクターギア26は、その揺動軸が第1キャリッジ12の一方のY軸15に連結している。また、第2のセクターギア26のギア歯26aには、Yモータ36のモータギア36aが噛合している。また、回転センサ37は、例えば、モータギア36aに連結して回転する回転エンコーダ部とその回転数をカウントして回転角度あるいは回転位置を検出する光検出器等により構成されている。   The swing axis of the second sector gear 26 is connected to one Y axis 15 of the first carriage 12. The motor gear 36a of the Y motor 36 is meshed with the gear teeth 26a of the second sector gear 26. The rotation sensor 37 includes, for example, a rotation encoder unit that rotates while being connected to the motor gear 36a, and a photodetector that counts the number of rotations to detect a rotation angle or a rotation position.

ここで、2つの回転センサ32,37は、フォトディテクタを用いた光検出方式のエンコーダで構成されている。また、回転センサ32,37は、磁気抵抗効果素子(MR素子)を用いた磁気検出方式のエンコーダであってもよい。回転センサ32,37は、Xモータ31及びYモータ36の回転に応じて位相の異なる2つのパルスを出力する。これにより、Xモータ31及びYモータ36の回転方向と回転量が検出される。また、回転センサ32,37の出力に基づいて、セクターギア21,26等を介して連結されているシャフト11及びシフトレバー2のXY面における傾倒方向とその傾倒角度が同時に検出される。   Here, the two rotation sensors 32 and 37 are constituted by an optical detection type encoder using a photodetector. Further, the rotation sensors 32 and 37 may be magnetic detection type encoders using magnetoresistive elements (MR elements). The rotation sensors 32 and 37 output two pulses having different phases according to the rotation of the X motor 31 and the Y motor 36. Thereby, the rotation direction and rotation amount of the X motor 31 and the Y motor 36 are detected. Further, based on the outputs of the rotation sensors 32 and 37, the tilt direction and the tilt angle of the shaft 11 and the shift lever 2 connected through the sector gears 21 and 26 and the like on the XY plane are detected simultaneously.

ケース部材4は、ジョイスティック機構部3を内部に収容する箱状のケースフレーム4aと、ケースフレーム4aの上面部において突出する案内ドーム4bとを有して一体に形成される。また、案内ドーム4bの頂部には、略四角形の開口4cが形成されている。   The case member 4 includes a box-shaped case frame 4a that accommodates the joystick mechanism 3 therein, and a guide dome 4b that protrudes from the upper surface of the case frame 4a. Further, a substantially rectangular opening 4c is formed at the top of the guide dome 4b.

ジョイスティック機構部3に備えられるシャフト11は、その先端部がケース部材4の内側から案内ドーム4bの開口4cに挿入されてシフトレバー2の支柱部2cに固定される。このとき、シフトレバー2は、支持摺動部2bの下面である被案内面が案内ドーム4bの上面に支持され、かつ、その上面に対してXYの方向に摺動するように取り付けられる。   The tip of the shaft 11 provided in the joystick mechanism 3 is inserted into the opening 4 c of the guide dome 4 b from the inside of the case member 4 and is fixed to the support column 2 c of the shift lever 2. At this time, the shift lever 2 is mounted such that the guided surface, which is the lower surface of the support sliding portion 2b, is supported by the upper surface of the guide dome 4b and slides in the XY direction with respect to the upper surface.

シフトレバー2がX方向に傾倒操作されシャフト11が傾倒すると、これに連動して第2キャリッジ13及び第2キャリッジ13に軸を一にして連結するセクターギア21が揺動する。これに伴いセクターギア21のギア歯21aに噛合するモータギア31aが回転するので、その回転角に基づいて回転センサ32によりシャフト11のX方向における傾倒動作が検出される。同様に、シフトレバー2がY方向に傾倒操作されると、シャフト11に係合する第1キャリッジ12及びこれに連結するセクターギア26が揺動する。これに伴いセクターギア26のギア歯26aに噛合するモータギア36aが回転し、その回転角に基づいて回転センサ37によりシャフト11のY方向における傾倒動作が検出される。   When the shift lever 2 is tilted in the X direction and the shaft 11 is tilted, the second carriage 13 and the sector gear 21 that is connected to the second carriage 13 with the same shaft are oscillated. Accordingly, since the motor gear 31a meshing with the gear teeth 21a of the sector gear 21 rotates, the tilting operation of the shaft 11 in the X direction is detected by the rotation sensor 32 based on the rotation angle. Similarly, when the shift lever 2 is tilted in the Y direction, the first carriage 12 engaged with the shaft 11 and the sector gear 26 connected thereto swing. Along with this, the motor gear 36a meshing with the gear teeth 26a of the sector gear 26 rotates, and the tilting operation of the shaft 11 in the Y direction is detected by the rotation sensor 37 based on the rotation angle.

更に、Xモータ31に駆動電流が供給されると、モータギア31a、セクターギア21及び第2キャリッジ13を介してシャフト11及びシフトレバー2にX方向に傾倒させるトルクが伝達される。同様にYモータ36に駆動電流が供給されると、モータギア36a、セクターギア26及び第1キャリッジ12を介してシャフト11及びシフトレバー2にY方向に傾倒させるトルクが伝達される。次に説明する力覚制御部50は、Xモータ31及びYモータ36に駆動電流を供給し、回転センサ32,37が検出するシフトレバー2の操作状態に基づきフィードバック制御することにより、所望の反力をシフトレバー2に付与する力覚制御を行う。   Further, when a drive current is supplied to the X motor 31, torque for tilting in the X direction is transmitted to the shaft 11 and the shift lever 2 via the motor gear 31a, the sector gear 21, and the second carriage 13. Similarly, when a drive current is supplied to the Y motor 36, torque for tilting in the Y direction is transmitted to the shaft 11 and the shift lever 2 via the motor gear 36a, the sector gear 26, and the first carriage 12. The force sense control unit 50 to be described next supplies a driving current to the X motor 31 and the Y motor 36, and performs feedback control based on the operation state of the shift lever 2 detected by the rotation sensors 32 and 37, thereby achieving a desired reaction. Force sense control that applies force to the shift lever 2 is performed.

図2は、本実施の形態によるシフト装置1のシステム構成を示すブロック図である。力覚制御部50は、CPU、ROMやRAMからなるメモリ、各種センサやスイッチが接続される入出力ポート、車載LANコントローラ等をハードウエア回路として備え、CPUが予めROMに記憶されたプログラムに従って演算制御処理を実行する電子制御のマイコンユニットとして構成される。力覚制御部50には、Xモータ31、回転センサ32、Yモータ36、回転センサ37が接続されている。力覚制御部50は、回転センサ32,37の出力に基づいて、シフトレバー2の操作状態(XY面における傾倒方向とその傾倒角度)を演算して求め車両の自動変速機に出力する。また、力覚制御部50は、シフトレバー2が所定の軌道を逸脱するような想定外の異常操作がされたときに、車両の安全管理装置(ブザーやランプ等の警報手段を含む)70やエンジンECU(図示せず)等にエラー信号を出力するようにも構成されている。   FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of the shift device 1 according to the present embodiment. The haptic control unit 50 includes a CPU, a memory including a ROM and a RAM, an input / output port to which various sensors and switches are connected, an in-vehicle LAN controller, and the like as hardware circuits. It is configured as an electronically controlled microcomputer unit that executes control processing. An X motor 31, a rotation sensor 32, a Y motor 36, and a rotation sensor 37 are connected to the force sense control unit 50. Based on the outputs of the rotation sensors 32 and 37, the force sense control unit 50 calculates and obtains the operation state of the shift lever 2 (the tilt direction and tilt angle on the XY plane) and outputs it to the automatic transmission of the vehicle. The force sense control unit 50 also includes a vehicle safety management device (including alarm means such as a buzzer and a lamp) 70 when an unexpected abnormal operation that causes the shift lever 2 to deviate from a predetermined trajectory is performed. An error signal is also output to an engine ECU (not shown) or the like.

また、力覚制御部50には、不揮発性のメモリ51が接続されている。このメモリ51には、シフトレバー2の操作状態に応じて反力を付与する力覚制御、ホームポジションへの自動復帰制御及びシフトレバー2の操作を所定の軌道のみに規制する軌道制御をするための参照テーブルデータである力覚パターンデータ52が予め記憶されている。力覚制御部50は、次に具体的に説明する力覚パターンが電子データ化された力覚パターンデータ52を参照し、回転センサ32,37の出力から演算されるシフトレバー2の操作状態に基づいてXモータ31及びYモータ36のトルクを制御する。これにより、力覚パターンデータ52に応じた反力がシフトレバー2に付与される。   A non-volatile memory 51 is connected to the force sense control unit 50. In this memory 51, force control for applying a reaction force according to the operation state of the shift lever 2, automatic return control to the home position, and track control for restricting the operation of the shift lever 2 to a predetermined track only. The haptic pattern data 52 which is the reference table data is stored in advance. The haptic control unit 50 refers to the haptic pattern data 52 in which the haptic pattern, which will be described in detail below, is converted into electronic data, and determines the operation state of the shift lever 2 calculated from the outputs of the rotation sensors 32 and 37. Based on this, the torque of the X motor 31 and the Y motor 36 is controlled. As a result, a reaction force corresponding to the force sense pattern data 52 is applied to the shift lever 2.

図3は、本実施の形態によるシフト装置1において設定される複数のシフトポジションの配列とシフトレバー2の軌道との位置関係(シフトパターン)を示す図である。シフトレバー2のXY方向における物理的に移動操作可能な領域69の限界は、図1に示したゲートブロック20で画される。その全領域69内に、本実施の形態では、シフトレバー2の操作許容エリア67(第1〜第3の操作許容エリア67a,67b,67c)と、それ以外の操作規制エリア68とが、互いに排他的に区分けされて設定されている。操作許容エリア67は、シフトレバー2の軌道に沿って設定されている。   FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship (shift pattern) between an array of a plurality of shift positions set in the shift device 1 according to the present embodiment and the trajectory of the shift lever 2. The limit of the area 69 in which the shift lever 2 can be physically moved in the XY directions is defined by the gate block 20 shown in FIG. Within the entire area 69, in the present embodiment, the operation allowable area 67 (first to third operation allowable areas 67a, 67b, 67c) of the shift lever 2 and the other operation restriction areas 68 are mutually connected. It is set to be exclusively classified. The operation allowable area 67 is set along the track of the shift lever 2.

図3に示されるように、右側の縦の第1の操作許容エリア67aには、車両の自動変速機のリバース(「R」と略して表記する。)、ニュートラル(「N」と略して表記する。)及びドライブ(「D」と略して表記する。)に対応するシフトポジションであるRポジション61、Nポジション62及びDポジション63が順に配列して設定されている。また、左側の縦の第2の操作許容エリア67bには、シフトアップポジション(「+」と表記する。)64と、ホームポジション65(「H」と略して表記する。)と、シフトダウンポジション(「−」と表記する。)66が順に配列して設定されている。更に、Hポジション65と、Nポジション62とを横方向に連結する第3の操作許容エリア67cが設定されている。   As shown in FIG. 3, in the first vertical operation-permitted area 67 a on the right side, the reverse (abbreviated as “R”) and neutral (abbreviated as “N”) of the automatic transmission of the vehicle. And R position 61, N position 62, and D position 63, which are shift positions corresponding to the drive (abbreviated as “D”), are set in order. Further, in the second vertical operation-permitted area 67b on the left side, a shift up position (denoted as “+”) 64, a home position 65 (abbreviated as “H”), and a shift down position. (Indicated as “−”) 66 are set in order. Further, a third operation allowable area 67c that connects the H position 65 and the N position 62 in the horizontal direction is set.

(シフトレバーの自動復帰制御動作)
次に、シフト装置1に備えられるシフトレバー2の自動復帰制御手段による動作を説明する。なお、自動復帰の動作(モーメンタリ動作)は、力覚制御部50のCPUが回転センサ32,37から得られるシフトレバー2の操作状態に基づいて、メモリ51に記憶された力覚パターンデータ52を参照しながらXモータ31及びYモータ36のトルクをフィードバック制御することで実行される。
(Shift lever automatic return control operation)
Next, the operation by the automatic return control means of the shift lever 2 provided in the shift device 1 will be described. The automatic return operation (momentary operation) is performed by using the haptic pattern data 52 stored in the memory 51 based on the operation state of the shift lever 2 obtained from the rotation sensors 32 and 37 by the CPU of the haptic control unit 50. This is executed by feedback control of the torques of the X motor 31 and the Y motor 36 while referring to them.

図4は、Hポジション65を傾倒操作の原点としてシフトレバー2に作用する力覚パターンを例示する図である。これらの力覚パターンは、力覚パターンデータ52として電子化されてメモリ51に記憶されている。ここで、図4(a)に示されるように、Hポジション65を中心とし第2の操作許容エリア67bに沿うY方向への傾倒操作(Y 〜Y )と、第3の操作許容エリア67cに沿うX方向への傾倒操作(X 〜X )を考える。 FIG. 4 is a diagram illustrating a force sense pattern that acts on the shift lever 2 with the H position 65 as the origin of the tilting operation. These haptic patterns are digitized as haptic pattern data 52 and stored in the memory 51. Here, as shown in FIG. 4A, the tilting operation (Y H + to Y H ) in the Y direction along the second operation allowable area 67b with the H position 65 as the center, and the third operation Consider a tilting operation (X H + to X H ) in the X direction along the allowable area 67c.

図4(b)は、Y方向へのシフトレバー2の傾倒操作量であるYストローク(Y 〜Y )を縦軸として、これに対するYモータ36に生じさせるトルクとの関係(Y軸における力覚パターン)を示すグラフである。 FIG. 4B shows the relationship between the Y stroke (Y H + to Y H ) that is the amount of tilting operation of the shift lever 2 in the Y direction and the torque generated in the Y motor 36 (Y). It is a graph which shows the force sense pattern in an H- axis.

図4(b)の力覚パターンによると、シフトレバー2のストロークがY 側にあるとき、これとは逆向き(下方向)の反力がシフトレバー2に作用するようにYモータ36のトルクが制御される。また、シフトレバー2のストロークがY 側にあるとき、これとは逆向き(上方向)の反力がシフトレバー2に作用するようにYモータ36のトルクが制御される。したがって、第2の操作許容エリア67bにあるシフトレバー2には、Hポジション65を中心に自動復帰する方向に力が作用する。 According to the force sense pattern of FIG. 4B, when the stroke of the shift lever 2 is on the Y H + side, the Y motor 36 so that a reaction force in the opposite direction (downward) acts on the shift lever 2. Torque is controlled. Further, when the stroke of the shift lever 2 is on the Y H side, the torque of the Y motor 36 is controlled such that a reaction force in the opposite direction (upward) acts on the shift lever 2. Therefore, a force is applied to the shift lever 2 in the second operation allowable area 67b in a direction in which the shift lever 2 is automatically returned around the H position 65.

また、図4(b)によれば、シフトレバー2が+ポジション64よりもY 側、または−ポジション66よりもY 側への傾倒操作に対しては、Yモータ36のトルクが最大(YnmaxまたはYpmax)まで急激に立ち上がるように力覚パターンが設定されている。これにより、操作者が+ポジション64から更に上へ、または−ポジション66から更に下へシフトレバー2を傾倒させようとしても、シフトレバー2を介して知覚される「反力の壁」により、第2の操作許容エリア67bを逸脱するような傾倒操作が防止される。 Further, according to FIG. 4B, when the shift lever 2 is tilted to the Y H + side from the + position 64 or from the − position 66 to the Y H side, the torque of the Y motor 36 is increased. The haptic pattern is set so as to rise rapidly to the maximum (Y nmax or Y pmax ). Thus, even if the operator tries to tilt the shift lever 2 further upward from the + position 64 or further downward from the − position 66, the “reaction force wall” perceived via the shift lever 2 causes the first A tilting operation that deviates from the second operation allowable area 67b is prevented.

図4(c)は、X方向へのシフトレバー2の傾倒操作量であるXストローク(X 〜X )を横軸として、これに対するXモータ31に生じさせるトルクとの関係(X軸における力覚パターン)を示すグラフである。図4(c)によれば、シフトレバー2のストロークがX 側にあるとき、これとは逆向き(左方向)の反力がシフトレバー2に作用するようにXモータ31のトルクが制御される。したがって、第3の操作許容エリア67cにあるシフトレバー2には、Hポジション65に自動復帰する方向に反力が作用する。 FIG. 4C shows the relationship between the X stroke (X H + to X H ) that is the amount of tilting operation of the shift lever 2 in the X direction and the torque generated in the X motor 31 (X It is a graph which shows the force sense pattern in an H- axis. According to FIG. 4 (c), when the stroke of the shift lever 2 is on the X H + side, the torque of the X motor 31 is such that a reaction force in the opposite direction (leftward) acts on the shift lever 2. Be controlled. Therefore, a reaction force acts on the shift lever 2 in the third operation allowable area 67c in the direction of automatically returning to the H position 65.

また、シフトレバー2がNポジション62よりもX 側、またはHポジション65よりもX 側への傾倒操作に対しては、Xモータ31のトルクが最大(XpmaxまたはXnmax)まで急激に立ち上がるように力覚パターンが設定されている。これにより、操作者がシフトレバー2をNポジション62から更に右へ、またはHポジション65から更に左へ傾倒させようとしても、シフトレバー2を介して知覚される「反力の壁」により、第3の操作許容エリア67cから逸脱するような傾倒操作が防止される。 Further, when the shift lever 2 tilts to the X H + side from the N position 62 or to the X H side from the H position 65, the torque of the X motor 31 is maximized (X pmax or X nmax ). The haptic pattern is set to stand up suddenly. As a result, even if the operator tries to tilt the shift lever 2 further to the right from the N position 62 or further to the left from the H position 65, the “reaction force wall” perceived via the shift lever 2 The tilting operation that deviates from the third operation allowable area 67c is prevented.

(操作フィーリングの調整動作)
次に、シフト装置1に備えられる操作フィーリングの調整を行う力覚調整手段による動作を説明する。なお、力覚調整手段による操作フィーリングの調整は、回転センサ32,37から得られるシフトレバー2の操作状態と選択手段80の選択状態とに基づいて、力覚制御部50のCPUがメモリ51に記憶された力覚パターンデータ52のうち選択された力覚パターンを参照しながらXモータ31及びYモータ36のトルクをフィードバック制御することで実行される。
(Operation feeling adjustment operation)
Next, the operation by the force sense adjusting means for adjusting the operation feeling provided in the shift device 1 will be described. The adjustment of the operation feeling by the force sense adjusting means is performed by the CPU of the force sense control unit 50 in the memory 51 based on the operation state of the shift lever 2 obtained from the rotation sensors 32 and 37 and the selection state of the selection means 80. This is executed by feedback-controlling the torques of the X motor 31 and the Y motor 36 while referring to the force sense pattern selected from the force sense pattern data 52 stored in the above.

[第1の実施の形態]
図5は、第2の操作許容エリア67bに沿ってY方向へのシフトレバー2の傾倒操作量(Yストローク)に対するYモータ36に生じさせるトルクとの関係(Y軸における力覚パターンP11,P12,P13)を示すグラフである。なお、図5は、図4(b)のY 側の力覚パターンを詳細に示す図でもある。また、ここでは、特にモーメンタリ動作(自動復帰動作)が適用されるHポジション65から+ポジション64間のシフト操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンについて説明する。図5に示される力覚パターンP11,P12,P13のそれぞれは、シフトレバー2のYストロークに対する反力のカーブ特性の傾きが主に異なっている。
[First Embodiment]
Figure 5 is a second operation allowable tilting operation of the shift lever 2 in the Y direction along the area 67b relationship between the torque generating the Y motor 36 for (Y stroke) (Y H axis force pattern P 11 in , P 12 , P 13 ). FIG. 5 is also a diagram showing in detail the force sense pattern on the Y H + side in FIG. Here, in particular, a plurality of selectable force sense patterns will be described in relation to the shift operation between the H position 65 and the + position 64 to which the momentary operation (automatic return operation) is applied. The force patterns P 11 , P 12 , and P 13 shown in FIG. 5 mainly differ in the slope of the reaction force curve characteristic with respect to the Y stroke of the shift lever 2.

シフトレバー2に設けられる選択手段80の一例としては、3つの選択位置の何れかをノブの回転操作で切り換え可能な回転スイッチである。この例では、力覚制御部50は、回転スイッチの操作位置に応じて、Hポジション65から+ポジション64に至るまでの力覚パターンP11,P12,P13の何れかを順次設定する。そして、力覚制御部50は、設定された力覚パターンに従ってシフトレバー2のストロークに応じた反力を発生させる。 An example of the selection means 80 provided in the shift lever 2 is a rotation switch that can switch any one of three selection positions by a knob rotation operation. In this example, the force sense control unit 50 sequentially sets any one of force sense patterns P 11 , P 12 , and P 13 from the H position 65 to the + position 64 according to the operation position of the rotary switch. And the force sense control part 50 generates the reaction force according to the stroke of the shift lever 2 according to the set force sense pattern.

また、選択手段80の他の例としては、プッシュ操作の繰り返しにより3つの選択位置が順次切り換わるオルタネートスイッチである。この例では、力覚制御部50は、オルタネートスイッチによる選択位置に応じて、Hポジション65から+ポジション64に至るまでの力覚パターンP11,P12,P13の何れかを順次設定する。そして、力覚制御部50は、設定された力覚パターンに従ってシフトレバー2のストロークに応じた反力を発生させる。 Another example of the selection unit 80 is an alternate switch in which three selection positions are sequentially switched by repeating a push operation. In this example, the force sense control unit 50 sequentially sets any one of force sense patterns P 11 , P 12 , and P 13 from the H position 65 to the + position 64 according to the position selected by the alternate switch. And the force sense control part 50 generates the reaction force according to the stroke of the shift lever 2 according to the set force sense pattern.

なお、メモリ51に備えられる選択可能な力覚パターンは、図5に示されるように3つパターンに限定されない。発明を実施するにあたっては、備えられる力覚パターンの選択数に応じた数の選択位置を有する選択手段80が採用される。また、選択可能な力覚パターンは、例えばP11〜P13の間で連続的に設定されるものでもよい。この場合、選択手段80として可変抵抗器(ポテンショメータ)が採用されるのが望ましい。力覚制御部50は、可変抵抗器の抵抗値に応じて、Hポジション65から+ポジション64に至るまでの力覚パターンP11〜P13のレベルを設定する。そして、力覚制御部50は、設定された力覚パターンに従ってシフトレバー2のストロークに応じた反力を発生させる。 The selectable haptic patterns provided in the memory 51 are not limited to three patterns as shown in FIG. In carrying out the invention, selection means 80 having a number of selection positions corresponding to the number of selected force sense patterns is employed. Moreover, the force pattern selectable may for example those set continuously between the P 11 to P 13. In this case, it is desirable to employ a variable resistor (potentiometer) as the selection means 80. The haptic controller 50 sets the level of the haptic patterns P 11 to P 13 from the H position 65 to the + position 64 according to the resistance value of the variable resistor. And the force sense control part 50 generates the reaction force according to the stroke of the shift lever 2 according to the set force sense pattern.

このように、力覚調整手段が選択手段80の選択状態に応じて力覚パターンを変更することで、操作者が好む操作フィーリングに調整することができる。なお、+ポジション64側への操作に限らず、モーメンタリ動作する−ポジション66側への操作、並びに、第1及び第2の操作許容エリア67a,67bに沿うシフト操作においても、選択手段80による力覚パターンの選択が可能とされる。   As described above, the force sense adjusting means changes the force sense pattern according to the selection state of the selecting means 80, so that the operator can adjust the operation feeling that the operator prefers. It should be noted that the force by the selection means 80 is not limited to the operation toward the + position 64 side but also in the operation toward the −position 66 side where the momentary operation is performed and the shift operation along the first and second operation allowable areas 67a and 67b. The perception pattern can be selected.

[第2の実施の形態]
図6は、図5と同様に、第2の操作許容エリア67bに沿ってY方向へのシフトレバー2の傾倒操作量(Yストローク)に対するYモータ36に生じさせるトルクとの関係(Y軸における力覚パターンP21,P22,P23)を示すグラフである。なお、ここでは、特にモーメンタリ動作(自動復帰動作)するHポジション65から+ポジション64間のシフト操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンについて説明する。図6の実施の形態では、+ポジション64に至る節度感に関連するYモータ36のトルク変化の大きさ(ピーク値)が力覚パターンP21,P22,P23のそれぞれで異なっている。
[Second Embodiment]
Figure 6 is similar to FIG. 5, the relationship between the torque generating the Y motor 36 for tilting operation of the shift lever 2 in the Y direction along the second operation allowable area 67b (Y stroke) (Y H axis Is a graph showing force sensation patterns P 21 , P 22 , P 23 ). It should be noted that here, a plurality of force sense patterns that can be selected will be described particularly in relation to the shift operation from the H position 65 to the + position 64 that performs a momentary operation (automatic return operation). In the embodiment of FIG. 6, the magnitude (peak value) of the torque change of the Y motor 36 related to the sense of moderation reaching the + position 64 is different for each of the force sense patterns P 21 , P 22 , and P 23 .

シフトレバー2に設けられる選択手段80の一例としては、3つの選択位置の何れかをノブの回転操作で切り換え可能な回転スイッチである。この例では、力覚制御部50は、回転スイッチの操作位置に応じて、+ポジション64にて節度感を与える力覚パターンP21,P22,P23の何れかを順次設定する。そして、力覚制御部50は、設定された力覚パターンに従った強さの節度感をシフトレバー2に発生させる。 An example of the selection means 80 provided in the shift lever 2 is a rotation switch that can switch any one of three selection positions by a knob rotation operation. In this example, the force sense control unit 50 sequentially sets any one of force sense patterns P 21 , P 22 , and P 23 that give a sense of moderation at the + position 64 according to the operation position of the rotary switch. Then, the force sense control unit 50 causes the shift lever 2 to generate a moderation feeling of strength according to the set force sense pattern.

また、選択手段80の他の例としては、プッシュ操作の繰り返しにより3つの選択位置が順次切り換わるオルタネートスイッチである。この例では、力覚制御部50は、オルタネートスイッチによる選択位置に応じて、+ポジション64にて節度感を与える力覚パターンP21,P22,P23の何れかを順次設定する。そして、力覚制御部50は、設定された力覚パターンに従った強さの節度感をシフトレバー2に発生させる。 Another example of the selection unit 80 is an alternate switch in which three selection positions are sequentially switched by repeating a push operation. In this example, the force sense control unit 50 sequentially sets any one of force sense patterns P 21 , P 22 , and P 23 that give a sense of moderation at the + position 64 according to the position selected by the alternate switch. Then, the force sense control unit 50 causes the shift lever 2 to generate a moderation feeling of strength according to the set force sense pattern.

なお、メモリ51に備えられる選択可能な力覚パターンは、図6に示されるように3つパターンに限定されない。発明を実施するにあたっては、備えられる力覚パターンの選択数に応じた数の選択位置を有する選択手段80が採用される。また、選択可能な節度感の強度に対応付けられる力覚パターンは、例えばP21〜P23の間で連続的に設定されるものでもよい。この場合、選択手段80として可変抵抗器(ポテンショメータ)が採用されるのが望ましい。力覚制御部50は、可変抵抗器の抵抗値に応じて、+ポジション64において節度感の強さに対応付けられるトルク変化のピーク値のレベル(力覚パターンP21〜P23)を設定する。そして、力覚制御部50は、設定された力覚パターンに従った強さの節度感をシフトレバー2に生じさせる。 The selectable haptic patterns provided in the memory 51 are not limited to three patterns as shown in FIG. In carrying out the invention, selection means 80 having a number of selection positions corresponding to the number of selected force sense patterns is employed. Further, the haptic pattern associated with the selectable intensity of moderation may be set continuously between P 21 and P 23 , for example. In this case, it is desirable to employ a variable resistor (potentiometer) as the selection means 80. The haptic control unit 50 sets the level of the peak value of torque change (force sensation patterns P 21 to P 23 ) associated with the strength of moderation at the + position 64 according to the resistance value of the variable resistor. . Then, the force sense control unit 50 causes the shift lever 2 to feel a moderation of strength according to the set force sense pattern.

このように、力覚調整手段が選択手段80の選択状態に応じて力覚パターンを変更することで、操作者が好む強さの節度感に調整することができる。また、+ポジション64以外の−ポジション66、Nポジション62、Rポジション61及びDポジション63等の他のシフトポジションにおける節度感の強さについても、選択手段80により同様に調整可能とされる。   As described above, the force sense adjusting means changes the force sense pattern according to the selection state of the selecting means 80, so that it is possible to adjust to the moderation feeling of strength preferred by the operator. Further, the intensity of moderation at other shift positions such as −position 66 other than + position 64, N position 62, R position 61, and D position 63 can be similarly adjusted by selection means 80.

なお、シフトレバー2がHポジション65に向かう戻り方向に移動する際には、トルクが単調に減衰するように力覚パターンにヒステリシス(図示略)が与えられている。戻りの操作に対しては節度感を発生させないことで、操作者にシフトチェンジしたことを力覚でも認識できるようにしている。   When the shift lever 2 moves in the return direction toward the H position 65, hysteresis (not shown) is given to the force pattern so that the torque is monotonously attenuated. By not generating a sense of moderation for the return operation, the operator can recognize the shift change even with a force sense.

また、第1及び第2の実施の形態において、選択手段80を上記スイッチ類が2個以上からなるもの、または上記2種類以上のタイプのスイッチ類を含めて組み合わせてなるもので構成して、トルクの傾き特性及び節度感に対応付けられるトルク変化の大きさをそれぞれ個別に調整できるようにしてもよい。   In the first and second embodiments, the selection means 80 is composed of two or more of the switches, or a combination of the two or more types of switches. You may enable it to adjust individually the magnitude | size of the torque change matched with the inclination characteristic of torque, and a moderation feeling.

(実施の形態による効果)
上述した第1及び第2の実施の形態によれば、操作者は、選択手段80の選択状態を切り換えることにより、シフトレバー2の操作フィーリングを好みのフィーリングに容易・簡便に調整することができる。これにより、力覚付与型のシフト装置1において操作性の向上や操作者の疲労の低減等を図ることができる。
(Effects of the embodiment)
According to the first and second embodiments described above, the operator can easily and easily adjust the operation feeling of the shift lever 2 to the desired feeling by switching the selection state of the selection means 80. Can do. Thereby, in the force sense imparting type shift device 1, it is possible to improve operability, reduce operator fatigue, and the like.

以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形、応用が可能である。例えば、車両においてエアコンやカーナビ等を一元的に操作するための、ジョイスティックタイプの汎用入力装置に応用され得る。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and applications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the present invention can be applied to a joystick type general-purpose input device for centrally operating an air conditioner, a car navigation system and the like in a vehicle.

また、例えば、本実施の形態に示したH形状のパターンだけでなく、種々の操作パターンに対応できる。図7は、シフトレバーの種々の操作経路を示す操作パターン図(a)〜(f)である。これによれば、車種等に応じて、H形状のパターン、I形状のパターンや、これらの組合せとして種々の操作経路を有する操作パターンに対応できる。さらに、図示は省略するが、任意の角度で交差する操作パターンを含む操作経路を有する操作パターン等にも対応可能である。   Further, for example, not only the H-shaped pattern shown in the present embodiment but also various operation patterns can be handled. FIG. 7 is operation pattern diagrams (a) to (f) showing various operation paths of the shift lever. According to this, it can respond to the operation pattern which has various operation paths as an H-shaped pattern, an I-shaped pattern, and these combinations according to a vehicle model etc. Furthermore, although illustration is omitted, it is possible to deal with an operation pattern having an operation path including an operation pattern intersecting at an arbitrary angle.

また、これらの操作形状パターンを力覚制御する力覚パターンは、本実施の形態に示した力覚パターンに限られず種々の制御パターンに変更可能である。本実施の形態に示した図4に示す力覚パターンは、Y 側においてRポジション61の位置でもYモータトルクが常に下方向側に作用する。また、Dポジション63の位置でもYモータトルクが常に上方向側に作用する。従って、シフトレバー2は、Rポジション61、Dポジション63にシフト操作された後、それらの位置に留まらずに、Hポジション65に戻ってくる。すなわち、シフトレバーへの操作力を解除した後にHポジション65に自動復帰するモーメンタリ動作を制御するための力覚パターンである。 Further, the force sense pattern for force-controlling these operation shape patterns is not limited to the force sense pattern shown in the present embodiment, and can be changed to various control patterns. In the haptic pattern shown in FIG. 4 according to the present embodiment, the Y motor torque always acts on the Y H + side even in the position of the R position 61 in the downward direction. Even at the position of the D position 63, the Y motor torque always acts upward. Therefore, after the shift lever 2 is shifted to the R position 61 and the D position 63, the shift lever 2 returns to the H position 65 without staying at those positions. That is, it is a force sense pattern for controlling a momentary operation that automatically returns to the H position 65 after releasing the operation force to the shift lever.

これに対して、本実施の形態において、シフトレバーをステーショナリ動作で制御することも可能である。図8は、力覚付与型のシフト装置において、ホーム(H)ポジションを傾倒操作の原点としてシフトレバーに作用する力覚パターンを例示するものであって、シフトレバーのステーショナリ動作を制御するための力覚パターンの例示図である。図8(b)のY 側においてYモータトルクはRポジション61の付近で上下反転する。また、Dポジション63の付近でも上下反転する。従って、シフトレバー2は、Rポジション61にシフト操作された後、Yモータトルクが上方向から下方向に反転するゼロクロス点ZC1に留まる。同様に、シフトレバー2は、Dポジション63にシフト操作された後、Yモータトルクが下方向から上方向に反転するゼロクロス点ZC2に留まる。よって、図4で示す力覚パターンを図8に示すような力覚パターンに変更することにより、シフトレバー2のステーショナリ動作での制御も対応可能である。 On the other hand, in the present embodiment, the shift lever can be controlled by a stationary operation. FIG. 8 exemplifies a force sense pattern that acts on the shift lever with the home (H) position as the origin of the tilting operation in the force sense imparting type shift device, for controlling the stationary operation of the shift lever. It is an illustration figure of a force sense pattern. On the Y H + side in FIG. 8B, the Y motor torque is reversed up and down in the vicinity of the R position 61. Further, it is inverted up and down in the vicinity of the D position 63. Therefore, after the shift lever 2 is shifted to the R position 61, the shift lever 2 remains at the zero cross point ZC1 where the Y motor torque is reversed from the upper direction to the lower direction. Similarly, after the shift lever 2 is shifted to the D position 63, the shift lever 2 remains at the zero cross point ZC2 where the Y motor torque reverses from the lower direction to the upper direction. Therefore, by changing the force sense pattern shown in FIG. 4 to a force sense pattern as shown in FIG. 8, control by the stationary operation of the shift lever 2 can be handled.

図9は、図5で示した第1の実施の形態をステーショナリ動作で制御する場合の力覚パターンの例示図であって、ホーム(H)ポジションからシフトアップ(+)ポジション間の傾倒操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。また、図10は、図6で示した第2の実施の形態をステーショナリ動作で制御する場合の力覚パターンの例示図であって、ホーム(H)ポジションからシフトアップ(+)ポジション間の傾倒操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。上記示したように、モーメンタリ動作での力覚パターンをステーショナリ動作の制御に対応したパターンに変更することにより、第1及び第2の実施の形態においてシフトレバーのステーショナリ動作での制御も対応可能となる。   FIG. 9 is a view showing an example of a haptic pattern in the case where the first embodiment shown in FIG. 5 is controlled by a stationary operation, and is used for a tilting operation between a home (H) position and a shift-up (+) position. FIG. 6 is a diagram illustrating a plurality of selectable force sense patterns in association with each other. FIG. 10 is a view showing an example of a force sensation pattern when the second embodiment shown in FIG. 6 is controlled by a stationary operation, and tilting between the home (H) position and the upshift (+) position. It is a figure which illustrates the several force sense pattern which can be selected in relation to operation. As described above, by changing the haptic pattern in the momentary operation to a pattern corresponding to the control of the stationary operation, the control in the stationary operation of the shift lever can be supported in the first and second embodiments. Become.

1…シフト装置、2…シフトレバー、2a…把持部、2b…支持摺動部、2c…支柱部、3…ジョイスティック機構部、4…ケース部材、4a…ケースフレーム、4b…案内ドーム、4c…開口、11…シャフト、12…第1キャリッジ、13…第2キャリッジ、14…X軸、15…Y軸、16…ベアリング、17…ベアリングホルダ、20…ゲートブロック、21…セクターギア、21a…ギア歯、26…セクターギア、26a…ギア歯、31…Xモータ、31a…モータギア、32…回転センサ、36…Yモータ、36a…モータギア、37…回転センサ、50…力覚制御部、51…メモリ、52…力覚パターンデータ、61…リバース(R)ポジション、62…ニュートラル(N)ポジション、63…ドライブ(D)ポジション、64…シフトアップ(+)ポジション、65…ホーム(H)ポジション、66…シフトダウン(−)ポジション、67,67a,67b,67c…操作許容エリア、68…操作規制エリア、69…シフトレバーの操作可能な全領域、70…安全管理装置、80…選択手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shift device, 2 ... Shift lever, 2a ... Gripping part, 2b ... Supporting sliding part, 2c ... Supporting part, 3 ... Joystick mechanism part, 4 ... Case member, 4a ... Case frame, 4b ... Guide dome, 4c ... Opening, 11 ... shaft, 12 ... first carriage, 13 ... second carriage, 14 ... X axis, 15 ... Y axis, 16 ... bearing, 17 ... bearing holder, 20 ... gate block, 21 ... sector gear, 21a ... gear Tooth, 26 ... Sector gear, 26a ... Gear tooth, 31 ... X motor, 31a ... Motor gear, 32 ... Rotation sensor, 36 ... Y motor, 36a ... Motor gear, 37 ... Rotation sensor, 50 ... Force sensor, 51 ... Memory 52 ... force sense pattern data, 61 ... reverse (R) position, 62 ... neutral (N) position, 63 ... drive (D) position, 64 Shift up (+) position, 65 ... Home (H) position, 66 ... Shift down (-) position, 67, 67a, 67b, 67c ... Operation allowable area, 68 ... Operation restriction area, 69 ... Shift lever can be operated All areas, 70 ... safety management device, 80 ... selection means

Claims (3)

二次元上の任意の位置に操作可能なジョイスティック操作部と、
前記ジョイスティック操作部に力を付与する駆動手段と、
前記ジョイスティック操作部の操作状態を検出する検出手段と、
前記操作状態に対し前記駆動手段が付与する前記力との連続的な関係を対応付けた特性データである力覚パターンを複数記憶する記憶手段と、
選択操作されることにより前記複数の力覚パターンのうち何れかを選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された前記力覚パターンに従って、前記ジョイスティック操作部の操作状態に基づく前記駆動手段の力制御を行う力覚調整手段と、を備える力覚付与型のシフト装置。
A joystick operation unit that can be operated in any two-dimensional position;
Drive means for applying a force to the joystick operation unit;
Detecting means for detecting an operation state of the joystick operation unit;
Storage means for storing a plurality of force sense patterns which are characteristic data in which a continuous relationship with the force applied by the driving means is associated with the operation state;
Selection means for selecting any one of the plurality of force sense patterns by a selection operation;
A force sense imparting type shift device comprising force sense adjusting means for performing force control of the drive means based on an operation state of the joystick operation unit according to the force sense pattern selected by the selection means.
前記複数の力覚パターンは、前記ジョイスティック操作部が一つのポジションを原点にモーメンタリ動作する操作軌道において、前記ジョイスティック操作部の前記原点からのストロークに対する前記力の傾き特性がそれぞれ異なるように対応づけられている、請求項1に記載の力覚付与型のシフト装置。   The plurality of force patterns are associated with each other such that the slope characteristics of the force with respect to a stroke from the origin of the joystick operation unit are different in an operation trajectory in which the joystick operation unit performs a momentary operation from one position as an origin. The force sense imparting shift device according to claim 1. 前記複数の力覚パターンは、前記ジョイスティック操作部の操作に伴って知覚される節度感に対応付けられる前記力の変化する大きさがそれぞれ異なるように設定されている、請求項1に記載の力覚付与型のシフト装置。



2. The force according to claim 1, wherein the plurality of force sense patterns are set such that the magnitudes of the force changes associated with a sense of moderation perceived in accordance with the operation of the joystick operation unit are different from each other. A sense-giving shift device.



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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014033988A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 アイシン・エーアイ株式会社 Operation sensation simulator
JP2016224565A (en) * 2015-05-27 2016-12-28 アルプス電気株式会社 Handling device
JP2019011785A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 マツダ株式会社 Deceleration control device for vehicle including shift lever
JP7460472B2 (en) 2019-07-31 2024-04-02 ナブテスコ株式会社 Ship control device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003260948A (en) * 2002-03-12 2003-09-16 Honda Motor Co Ltd Vehicle transmission
JP2005067324A (en) * 2003-08-21 2005-03-17 Honda Motor Co Ltd Manual shift operation device for vehicle
JP2007055585A (en) * 2005-07-27 2007-03-08 Denso Corp Manual operation device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003260948A (en) * 2002-03-12 2003-09-16 Honda Motor Co Ltd Vehicle transmission
JP2005067324A (en) * 2003-08-21 2005-03-17 Honda Motor Co Ltd Manual shift operation device for vehicle
JP2007055585A (en) * 2005-07-27 2007-03-08 Denso Corp Manual operation device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014033988A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 アイシン・エーアイ株式会社 Operation sensation simulator
JP2014048877A (en) * 2012-08-31 2014-03-17 Aisin Ai Co Ltd Operation feeling simulator
JP2016224565A (en) * 2015-05-27 2016-12-28 アルプス電気株式会社 Handling device
JP2019011785A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 マツダ株式会社 Deceleration control device for vehicle including shift lever
JP7460472B2 (en) 2019-07-31 2024-04-02 ナブテスコ株式会社 Ship control device

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