JP2014153266A - 車両用ドアハンドルの操作力測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型のセンサを用いて、ドアハンドルに作用する操作力を、精度よく測定することができる車両用ドアハンドルの操作力測定装置を提供する。
【解決手段】車両のドアのドアハンドルに取付けて、ドアハンドルに対して操作力Ｆを入力するための部位を構成する測定用ハンドル３と、ドアの回動角度を検出するドア角度測定器４と、測定用ハンドル３を介してドアハンドルに入力した操作力Ｆを演算する演算器５と、を備え、測定用ハンドル３は、ドアハンドルに対して取付けるための部位である取り付け部６と、人が操作するための部位である操作部７と、取り付け部６と操作部７の連結部において、取り付け部６と操作部７に介設される複数の荷重センサ８・８と、を備え、演算器５によって、ドア角度測定器４と複数の荷重センサ８・８の測定値に基づき、ドアハンドルに対する操作力Ｆを算出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車両のドアを開閉するときに、ドアハンドルに作用する操作力を測定するための装置である操作力測定装置の技術に関する。

近年、自動車等に代表される車両の品質を決定する要素の一つとして、人が車両のドアを開閉するときの操作フィーリングが着目されるようになってきている。
そして、このようなドアの操作フィーリングを定量的に評価するためには、人の操作によってドアハンドルに作用する力（以下、操作力と呼ぶ）を測定することが必要になってくる。
また、ドアハンドルに作用する操作力の測定においては、少なくともドアの法線方向、垂直方向および高さ方向の各分力として測定することが必要になってくる。

従来、車両用ドアのドアハンドルに作用する操作力を測定するための技術としては、例えば、以下に示す特許文献１に示す技術が開示され、公知となっている。
特許文献１に開示されている従来技術では、自動車用ドアのドアヒンジ部に配置した回転センサによって回転トルクを検出し、その検出した回転トルクからドアの開閉操作力を算出する構成としている。

特開平６−３２８９４０号公報

しかしながら、特許文献１に係る従来技術では、ドア全体に作用している力を測定することはできるが、ドアハンドル単体に作用している操作力を測定することはできなかった。

また、例えば、操作力を測定するための荷重センサ（ロードセル等）をドアハンドルに直接付設する構成とした場合、人がドアハンドルを操作したときに、その荷重センサには、操作力の他に人の握力等も作用してしまうため、操作力のみを精度よく測定することが困難であった。

さらに、例えば、ドアハンドルに作用する操作力を一つの荷重センサ（ロードセル）で測定しようとした場合、ロードセルにはモーメントが作用することとなるが、ドアハンドルに付設できる程度の大きさのロードセルではモーメントの入力を許容できない（モーメントの入力によってロードセルが壊れる）という課題があった。
このため従来は、小型の荷重センサを用いて操作力の測定装置を構成することができなかった。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、小型のセンサを用いて、ドアハンドルに作用する操作力を、精度よく測定することができる車両用ドアハンドルの操作力測定装置を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、車両のドアのドアハンドルに取付けて、前記ドアハンドルに対して操作力を入力するための部位を構成する測定用ハンドルと、前記ドアの回動角度を検出するドア角度測定器と、前記測定用ハンドルを介して前記ドアハンドルに入力した前記操作力を演算する演算器と、を備え、前記測定用ハンドルは、該測定用ハンドルを前記ドアハンドルに対して固定するための部位である取り付け部と、人が操作力を入力するための部位である操作部と、前記取り付け部と前記操作部を連結する部位において、前記取り付け部と前記操作部に介設される複数の荷重センサと、を備え、前記演算器によって、前記ドア角度測定器と前記複数の荷重センサの測定値に基づき、前記測定用ハンドルを介して前記ドアハンドルに入力された操作力を算出するものである。

請求項２においては、前記ドアに対する前記ドアハンドルの変位量を検出するドアハンドル変位量測定器をさらに備え、前記演算器によって、前記ドアハンドル変位量測定器の測定値に基づき、前記複数の荷重センサの測定値を補正するものである。

請求項３においては、前記測定用ハンドルは、前記ドアを閉めるときに前記ドアハンドルに作用する操作力を検出するための第一の態様と、前記ドアを開けるときに前記ドアハンドルに作用する操作力を検出するための第二の態様と、に変更可能に構成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、小型のセンサを用いながら、モーメントの入力が許容でき、かつ、人の握力等の影響が排除でき、ドアハンドルに作用する操作力を精度よく測定することができる。

請求項２においては、ドアハンドルに作用する操作力をさらに精度よく測定することができる。

請求項３においては、汎用的なセンサを用いて、測定用ハンドルを構成することができる。
これにより、安価で簡易な構成の操作力測定装置を実現できる。

本発明の第一の実施形態に係る自動車用ドアハンドルの操作力測定装置の全体構成を示す模式図。 ドア開閉時におけるドアとドアハンドルとの関係を示す模式図。 本発明の第一の実施形態に係る操作力測定装置のシステム構成図。 本発明の第一の実施形態に係る操作力測定装置の組み替え状態を示す図、（ａ）ドア開時の操作力を測定するための第一の態様を示す模式図、（ｂ）ドア閉時の操作力を測定するための第二の態様を示す模式図。 本発明の第一の実施形態に係る操作力測定装置の組み替え状態を示す図、（ａ）ドア開時の操作力を測定するための第一の態様を示す斜視模式図、（ｂ）ドア閉時の操作力を測定するための第二の態様を示す斜視模式図。 ドアハンドルの角度θを考慮する場合のドア開閉時におけるドアとドアハンドルとの関係を示す模式図。 本発明の第二の実施形態に係る操作力測定装置のシステム構成図。 本発明の第二の実施形態に係る操作力測定装置の組み替え状態を示す図、（ａ）ドア開時の操作力を測定するための第一の態様を示す斜視模式図、（ｂ）ドア閉時の操作力を測定するための第二の態様を示す斜視模式図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の第一の実施形態に係る自動車用ドアハンドルの操作力測定装置の全体構成について、図１〜図３を用いて説明をする。
尚、以下の説明では、図１および図２に示すように、車両２に備えられるドア２ａを基準とする三次元座標系（以下、ＸＹＺ座標系と呼ぶ）を規定している。
ＸＹＺ座標系では、ドア２ａの長さ方向をＸ軸方向、厚さ方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向、とそれぞれ規定し、ＸＹＺ座標系における操作力ＦのＸ軸方向への分力をＦｘ、Ｙ軸方向への分力をＦｙ、Ｚ軸方向への分力をＦｚ、とそれぞれ規定している。
そして、図２に示すように、車両２におけるドア２ａの開度（角度）をφと規定している。

図１に示す如く、本発明の第一の実施形態に係る操作力測定装置１は、人が車両２におけるドア２ａを開閉するときにドアハンドル２ｂに作用する操作力を測定するための装置であり、測定用ハンドル３、ドア角度測定器４、演算器５等からなる構成としている。

測定用ハンドル３は、操作力測定装置１による操作力の測定において、人がドアハンドル２ｂの代わりに操作する操作部を構成するための部位であり、図１に示すようにドアハンドル２ｂに取り付けた状態で使用され、図３に示す如く、取り付け部６、操作部７、荷重センサ８・８等を備える構成としている。

取り付け部６は、測定用ハンドル３をドアハンドル２ｂに対して固定するための部位であり、ドアハンドル２ｂを挟圧可能な部位であるクランプ部６ａを備えている。
そして、測定用ハンドル３は、クランプ部６ａを構成するネジ部材を締め付けることによって、クランプ部６ａでドアハンドル２ｂを挟圧することができ、これにより、ドアハンドル２ｂに対して穴あけ等の加工を行うことなく、測定用ハンドル３をドアハンドル２ｂに固定することができるように構成されている。

操作部７は、測定用ハンドル３における人が把持する部位を構成するものであって、把持部７ａ、連結部７ｂ等を備える構成としている。
そして、操作部７は、ドアハンドル２ｂに測定用ハンドル３が固定されている状態で、ドアハンドル２ｂを把持する代わりに、操作部７の把持部７ａを把持して、人が測定用ハンドル３を操作することによって、ドア２ａを開閉することができるように構成されている。

荷重センサ８・８は、操作部７の連結部７ｂ・７ｂと取り付け部６の連結部６ｂ・６ｂとの間に介設されている。
そして、取り付け部６と操作部７は、複数（本実施形態では２個）の荷重センサ８・８を介して連結されるように構成されている。

即ち、人が操作部７を操作するときに作用する操作力が取り付け部６に伝達されるとき、その操作力が全て荷重センサ８・８に入力されるように構成されている。
このような構成により、人が操作部７を持ってドア２ａを開閉するときに、測定用ハンドル３を介してドアハンドル２ｂに作用する操作力を、荷重センサ８・８によって検出することができるように構成されている。

荷重センサ８は、直交する３軸方向への応力を同時に検出することができるセンサ（ロードセル）であり、荷重センサ８によって、測定用ハンドル３を介してドアハンドル２ｂに作用する操作力のＸＹＺ座標系における各軸方向への分力を検出することができるように構成されている。
また、各荷重センサ８・８は、演算器５に接続されており、各荷重センサ８・８による測定値に基づいて、演算器５によって、ＸＹＺ座標系における操作力を演算する構成としている。

尚、操作力測定装置１においては、荷重センサ８としてドリフト量の少ない圧電式のロードセルを採用しており、これにより、ドアハンドル２ｂ回りの限られた狭小空間に荷重センサ８を配置しながら、ドリフトの影響を受けることなく、精度よく操作力の測定を行うことを可能にしている。

また、測定用ハンドル３は、図４（ａ）（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）に示すように、ドア２ａを開く（即ち、ドアハンドル２ｂを引く）ときの操作力を測定するための態様である第一の態様と、ドア２ａを閉める（即ち、ドアハンドル２ｂを押す）ときの操作力を測定するための態様である第二の態様と、を組み替えて使用するように構成されている。

操作力測定装置１の図４（ａ）および図５（ａ）に示す第一の態様は、ドア２ａを開けるときにおける操作力Ｆを測定するための態様であり、測定用ハンドル３において、操作部７を引くことによって、荷重センサ８に対して圧縮する方向への応力が作用するように構成されている。

即ち、第一の態様の測定用ハンドル３では、取り付け部６側の連結部６ｂ・６ｂを、操作部７側の連結部７ｂ・７ｂよりもドアハンドル２ｂに対してより離間する位置に配置するとともに、連結部６ｂと連結部７ｂの間に荷重センサ８を介設する構成としている。

また、操作力測定装置１の図４（ｂ）および図５（ｂ）に示す第二の態様は、ドア２ａを閉めるときにおける操作力Ｆを測定するための態様であり、測定用ハンドル３において、操作部７を押すことによって、荷重センサ８に対して圧縮する方向への応力が作用するように構成されている。

即ち、第二の態様の測定用ハンドル３では、取り付け部６側の連結部６ｂ・６ｂを、操作部７側の連結部７ｂ・７ｂよりもドアハンドル２ｂに対してより近い位置に配置するとともに、連結部６ｂと連結部７ｂの間に荷重センサ８を介設する構成としている。

このように、測定用ハンドル３を、ドア２ａを開けるときに使用する第一の態様と、ドア２ａを閉めるときに使用する第二の態様と、に変更可能な構成とすることにより、汎用的な小型の荷重センサを少数（本実施形態では２個）だけ使用する簡易な構成で、操作力測定装置１における測定用ハンドル３を実現することができる。
また、このような構成の測定用ハンドル３とすることにより、圧縮方向の力のみを検出することができる簡易な荷重センサ８を用いながら、ドア２ａを開けるときと閉めるときの両方の操作力の測定に対応することが可能になる。

ドア角度測定器４は、所謂ロータリーエンコーダを用いて構成されるものであり、図１に示すようにドア２ａのヒンジ部（図示せず）に配置して、車両２に対するドア２ａの角度φを検出する構成としている。
そして、ドア角度測定器４は、演算器５に接続されており、該ドア角度測定器４により測定したドア２ａの角度φを、演算器５に入力する構成としている。

演算器５は、例えば、荷重センサ８に付属する専用の増幅器と、汎用的なパーソナルコンピュータに所定の演算プログラムをインストールしたもの、の組み合わせによって構成される。
そして演算器５は、荷重センサ８・８による測定値と、ドア角度測定器４によるドア２ａの角度φの測定値に基づいて、ＸＹＺ座標系におけるドアハンドル２ｂに対する操作力Ｆを算出する構成としている。

次に、本発明の第一の実施形態に係る操作力測定装置１による自動車用ドアハンドルに対する操作力の測定状況について、図３を用いて説明をする。
図３に示す如く、操作力測定装置１による操作力Ｆの測定においては、測定用ハンドル３に備えられる各荷重センサ８・８による測定値Ｆ₁、Ｆ₂が、演算器５の増幅器に入力される。

増幅器からは、ＸＹＺ座標系の各軸方向への分力として、合計６系統の生の各計測値（Ｆ_x1、Ｆ_y1、Ｆ_z1、Ｆ_x2、Ｆ_y2、Ｆ_z2）が出力され、この６系統の出力から、演算器５において、図３に示すような出力値Ｆ’（Ｆ_x’、Ｆ_y’、Ｆ_z’）を得る。
尚、出力値Ｆ’（Ｆ_x’、Ｆ_y’、Ｆ_z’）は、以下に示す数式１によって算出される。

次に、演算器５では、得られた出力値Ｆ’と、ドア角度測定器４から入力されるドア２ａの角度φを、図３に示すように極性変換のための行列式（以下に示す数式２）に代入する。

数式２に示す行列式では、測定用ハンドル３を取り付けるドア２ａの方向に応じて行列式中の定数ＬＲの値を選択するとともに、ドア２ａの開閉方向に応じて、行列式中の定数ＯＣの値を選択する。
例えば、前記行列式中の定数ＬＲの値は、測定用ハンドル３が車両の右側のドア２ａに取り付けられているときには「１」が選択され、測定用ハンドル３が車両の左側のドア２ａに取り付けられているときには「−１」が選択される。
また、前記行列式中の定数ＯＣの値は、ドア２ａを開く操作のときには「１」が選択され、ドア２ａを閉じる操作のときには「−１」が選択される。

そして、数式２に示す行列式への代入結果により、ＸＹＺ座標系における操作力Ｆ（Ｆ_x、Ｆ_y、Ｆ_z）を得る構成としている。

このように、本発明の第一の実施形態に係る操作力測定装置１によれば、小型の荷重センサ８・８を用いながら、人の握力等の影響を受けることなく、ドアハンドル２ｂの操作フィーリングを評価するのに必要なＸＹＺ座標系における操作力Ｆ（Ｆ_x、Ｆ_y、Ｆ_z）を精度よく求めることができる。

尚、本実施形態では、ドアハンドル２ｂの回動軸方向が略鉛直向きであり、ドアハンドル２ｂを略水平方向に引いて、ドア２ａを開閉する態様のドアハンドル２ｂに適用する操作力測定装置１を例示しているが、本発明に係る操作力測定装置の適用対象をこのようなドアハンドルに限定するものではない。
即ち、例えば、ドアハンドルの回動軸方向が略水平向きであって、ドアハンドルを上方に持ちあげるようにしてドアを開ける態様のドアハンドルに対しても、本発明に係る操作力測定装置を適用することができる。

即ち、本発明の第一の実施形態に係る操作力測定装置１は、車両２のドア２ａのドアハンドル２ｂに取付けて、ドアハンドル２ｂに対して操作力Ｆを入力するための部位を構成する測定用ハンドル３と、ドア２ａの回動角度を検出するドア角度測定器４と、測定用ハンドル３を介してドアハンドル２ｂに入力した操作力Ｆを演算する演算器５と、を備え、測定用ハンドル３は、該測定用ハンドル３をドアハンドル２ｂに対して固定するための部位である取り付け部６と、人が操作力Ｆを入力するための部位である操作部７と、取り付け部６と操作部７を連結する部位において、取り付け部６と操作部７に介設される複数（本実施形態では２個）の荷重センサ８・８と、を備え、演算器５によって、ドア角度測定器４と複数の荷重センサ８・８の測定値に基づき、測定用ハンドル３を介してドアハンドル２ｂに入力された操作力Ｆを算出するものである。
このような構成により、小型の荷重センサ８・８を用いながら、モーメントの入力が許容でき、かつ、人の握力等の影響が排除でき、ドアハンドル２ｂに作用する操作力Ｆを精度よく測定することができる。

また、本発明の第一の実施形態に係る各操作力測定装置１において、測定用ハンドル３は、ドア２ａを閉めるときにドアハンドル２ｂに作用する操作力Ｆを検出するための第一の態様と、ドア２ａを開けるときにドアハンドル２ｂに作用する操作力Ｆを検出するための第二の態様と、に変更可能に構成されるものである。
このような構成により、汎用的な荷重センサ８を用いて、測定用ハンドル３を構成することができる。
またこれにより、簡易な構成で、安価な操作力測定装置１を実現できる。

次に、本発明の第二の実施形態に係る自動車用ドアハンドルの操作力測定装置の全体構成について、図６〜図８を用いて説明をする。
尚、以下の説明では、ドア２ａの向きを基準とするＸＹＺ座標系の他に、図６に示すドアハンドル２ｂの向きを基準とする三次元座標系（以下、ＰＱＲ座標系と呼ぶ）を規定している。
そして、図６に示すように、ドアハンドル２ｂの長さ方向をＰ軸方向、厚み方向をＱ軸方向、高さ方向をＲ軸方向、とそれぞれ規定し、ＰＱＲ座標系における操作力Ｆ_sのＰ軸方向への分力をＦ_p、Ｑ軸方向への分力をＦ_q、Ｒ軸方向への分力をＦ_r、とそれぞれ規定している。
また、図６に示すように、車両２におけるドア２ａの開度（角度）をφと規定し、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの角度をθと規定している。

そして、操作力測定装置１１により測定しようとする操作力Ｆは、ドア２ａの向きを基準とするＸＹＺ座標系における力である。
しかしながら、操作力測定装置１１によって直接測定することができる力は、ドアハンドル２ｂの向きを基準とするＰＱＲ座標系における操作力Ｆ_sであるため、操作力測定装置１では、ＰＱＲ座標系における操作力Ｆ_sを、ドア２ａの向きを基準とするＸＹＺ座標系における力に変換して、操作力Ｆを得る構成としている。

本発明の第二の実施形態に係る操作力測定装置１１は、操作力測定装置１と同様に、車両２におけるドア２ａを人が開閉するときにドアハンドル２ｂに作用する操作力Ｆを測定するための装置であり、図７に示す如く、測定用ハンドル１３、ドア角度測定器１４、演算器１５等からなる構成としている。

測定用ハンドル１３は、操作力測定装置１１による操作力の測定において、人がドアハンドル２ｂの代わりに操作する操作部を構成するための部位であり、ドアハンドル２ｂに取り付けた状態で使用され、取り付け部６、操作部７、荷重センサ８・８等を備える構成としている。

取り付け部６は、測定用ハンドル１３をドアハンドル２ｂに対して固定するための部位であり、ドアハンドル２ｂを挟圧可能な部位であるクランプ部６ａを備えている。
そして、測定用ハンドル１３は、クランプ部６ａを構成するネジ部材を締め付けることによって、クランプ部６ａでドアハンドル２ｂを挟圧することができ、これにより、ドアハンドル２ｂに対して穴あけ等の加工を行うことなく、測定用ハンドル１３をドアハンドル２ｂに固定することができるように構成されている。

操作部７は、測定用ハンドル１３における人が把持する部位を構成するものであって、把持部７ａ、連結部７ｂ等を備える構成としている。
そして、操作部７は、ドアハンドル２ｂに測定用ハンドル１３が固定されている状態で、ドアハンドル２ｂを把持する代わりに、操作部７の把持部７ａを把持して、人が測定用ハンドル１３を操作することによって、ドア２ａを開閉することができるように構成されている。

荷重センサ８・８は、操作部７の連結部７ｂ・７ｂと取り付け部６の連結部６ｂ・６ｂとの間に介設されている。
そして、取り付け部６と操作部７は、複数（本実施形態では２個）の荷重センサ８・８を介して連結されるように構成されている。

即ち、人が操作部７を操作するときに作用する操作力が取り付け部６に伝達されるとき、その操作力が全て荷重センサ８・８に入力されるように構成されている。
このような構成により、人が操作部７を持ってドア２ａを開閉するときに、測定用ハンドル１３を介してドアハンドル２ｂに作用する操作力を、荷重センサ８・８によって検出することができるように構成されている。

荷重センサ８は、直交する３軸方向への応力を同時に検出することができるセンサ（ロードセル）であり、荷重センサ８によって、測定用ハンドル３を介してドアハンドル２ｂに作用する操作力のＰＱＲ座標系における各軸方向への分力を検出することができるように構成されている。
また、各荷重センサ８・８は、後述する演算器１５に接続されており、各荷重センサ８・８によるＰＱＲ座標系における操作力（各軸方向への分力）の測定値に基づいて、演算器１５によって、ＸＹＺ座標系における操作力を演算する構成としている。

また、図８（ａ）（ｂ）に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る操作力測定装置１１は、ドア２ａを開ける時の操作力Ｆを測定するときと、ドア２ａを閉めるときの操作力Ｆを測定するときで、装置の構成を変化させるようにしている。

操作力測定装置１１の図８（ａ）に示す第一の態様は、ドア２ａを開けるときにおける操作力Ｆを測定するための態様であり、測定用ハンドル１３において、操作部７を引くことによって、荷重センサ８に対して圧縮する方向への応力が作用するように構成されている。

即ち、第一の態様の測定用ハンドル１３では、取り付け部６側の連結部６ｂ・６ｂを、操作部７側の連結部７ｂ・７ｂよりもドアハンドル２ｂに対してより離間する位置に配置するとともに、連結部６ｂと連結部７ｂの間に荷重センサ８を介設する構成としている。

また、操作力測定装置１１の図８（ｂ）に示す第二の態様は、ドア２ａを閉めるときにおける操作力Ｆを測定するための態様であり、測定用ハンドル１３において、操作部７を押すことによって、荷重センサ８に対して圧縮する方向への応力が作用するように構成されている。

即ち、第二の態様の測定用ハンドル１３では、取り付け部６側の連結部６ｂ・６ｂを、操作部７側の連結部７ｂ・７ｂよりもドアハンドル２ｂに対してより近い位置に配置するとともに、連結部６ｂと連結部７ｂの間に荷重センサ８を介設する構成としている。

また、操作力測定装置１１は、測定用ハンドル１３において、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの変位量を検出するための装置であるドアハンドル変位量測定器９を備えており、この点において、第一の実施形態に係る操作力測定装置１と相違している。

また、操作力測定装置１１は、演算器１５において、操作力測定装置１の演算器５とは異なる演算アルゴリズムを採用しており、この点においても、第一の実施形態に係る操作力測定装置１と相違している。

そして、操作力測定装置１１におけるドア角度測定器１４の構成やその他の部位における構成は、第一の実施形態に係る操作力測定装置１における構成と共通の構成とすることができる。

ドアハンドル変位量測定器９は、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの離間距離Ｌを検出するための装置である。
そして、操作力測定装置１１では、ドアハンドル変位量測定器９によって検出した離間距離Ｌに基づいて、演算器５によって、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの角度θを演算する構成としている。

尚、本実施形態においては、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの角度θを検出するために、ドアハンドル変位量測定器９を用いる場合を例示しているが、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの角度θを検出する角度センサを、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの回動基部に直接配置する構成としてもよい。

次に、本発明の第二の実施形態に係る操作力測定装置１１によるドアハンドル２ｂに対する操作力Ｆの測定状況について、図７を用いて説明をする。
本発明の第一の実施形態に係る操作力測定装置１では、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの角度θを考慮せずに、ＰＱＲ座標系における各軸方向とＸＹＺ座標系における各軸方向が一致しているものと仮定して、操作力Ｆを算出する構成としている。

しかしながら、ドアハンドル２ｂを操作してドア２ａを開閉するときには、現実的にはドア２ａに対するドアハンドル２ｂの角度θが変化するため、操作力Ｆの算出にあたり、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの角度θを考慮することによって、より精度よく操作力Ｆを測定することが可能になる。

そこで、本発明の第二の実施形態に係る操作力測定装置１１では、演算器１５による操作力Ｆの算出過程において、角度θを考慮するアルゴリズムを採用する構成としている。

図７に示す如く、操作力測定装置１１による操作力Ｆの測定においては、測定用ハンドル３に備えられる各荷重センサ８・８による測定値Ｆ_s1、Ｆ_s2が増幅器に入力される。

そして、増幅器からは、ＰＱＲ座標系の各軸方向への分力として、合計６系統の生の計測値（Ｆ_p1、Ｆ_q1、Ｆ_r1、Ｆ_p2、Ｆ_q2、Ｆ_r2）が出力され、この６系統の出力から、演算器１５において、図７に示すような出力値Ｆ_s（Ｆ_sp、Ｆ_sq、Ｆ_sr）を得る。
尚、出力値Ｆ_s（Ｆ_sp、Ｆ_sq、Ｆ_sr）は、以下に示す数式３により算出される。

次に演算器１５では、図７に示すように、ドアハンドル２ｂの角度θに基づいて、出力値Ｆ_sを補正し、補正後の出力値Ｆ_s’（Ｆ_sp’、Ｆ_sq’、Ｆ_sr’）を算出する。
尚、補正後の出力値Ｆ_s’（Ｆ_sp’、Ｆ_sq’、Ｆ_sr’）は、以下に示す数式４によって算出される。

また、ドアハンドル２ｂの角度θは、ドアハンドル２ｂの変位量（ドア２ａに対する離間距離Ｌ）と、ドアハンドル２ｂの回転半径ｒと、に基づいて、以下に示す数式５により算出することができる。

次に、演算器１５では、得られた補正後の出力値Ｆ_s’と、ドア角度測定器４から入力されるドア２ａの角度φを、図７に示すように極性変換のための行列式（以下に示す数式６）に代入する。

数式６に示す行列式では、測定用ハンドル３を取り付けるドア２ａの方向に応じて行列式中の定数ＬＲの値を選択するとともに、ドア２ａの開閉方向に応じて、行列式中の定数ＯＣの値を選択する。
例えば、前記行列式中の定数ＬＲの値は、測定用ハンドル３が車両の右側のドア２ａに取り付けられているときには「１」が選択され、測定用ハンドル３が車両の左側のドア２ａに取り付けられているときには「−１」が選択される。
また、前記行列式中の定数ＯＣの値は、ドア２ａを開く操作のときには「１」が選択され、ドア２ａを閉じる操作のときには「−１」が選択される。

そして、数式５に示す行列式への代入結果により、ＸＹＺ座標系における操作力Ｆ（Ｆ_x、Ｆ_y、Ｆ_z）を得る構成としている。

このように、本発明の第二の実施形態に係る操作力測定装置１１では、操作力Ｆの算出においてドア２ａに対するドアハンドル２ｂの角度θを考慮することで、ドアハンドル２ｂの操作フィーリングを評価するのに必要なＸＹＺ座標系における操作力Ｆ（Ｆ_x、Ｆ_y、Ｆ_z）を、操作力測定装置１に比して、より精度よく求めることができる。

即ち、本発明の第二の実施形態に係る操作力測定装置１１は、ドア２ａに対するドアハンドル２ｂの変位量（即ち、離間距離Ｌ）を検出するドアハンドル変位量測定器９をさらに備え、演算器５によって、ドアハンドル変位量測定器９の測定値に基づき、複数の荷重センサ８・８の測定値を補正するものである。
このような構成により、ドアハンドル２ｂに作用する操作力Ｆをさらに精度よく測定することができる。

１ 操作力測定装置（第一の実施形態）
２ 車両
２ａ ドア
２ｂ ドアハンドル
３ 測定用ハンドル
４ ドア角度測定器
５ 演算器
６ 操作部
７ 取り付け部
８ 荷重センサ
９ ドアハンドル変位量測定器
１１ 操作力測定装置（第二の実施形態）
１３ 測定用ハンドル
１４ ドア角度測定器
１５ 演算器

Claims (3)

1. 車両のドアのドアハンドルに取付けて、前記ドアハンドルに対して操作力を入力するための部位を構成する測定用ハンドルと、
   前記ドアの回動角度を検出するドア角度測定器と、
   前記測定用ハンドルを介して前記ドアハンドルに入力した前記操作力を演算する演算器と、
   を備え、
   前記測定用ハンドルは、
   該測定用ハンドルを前記ドアハンドルに対して固定するための部位である取り付け部と、
   人が操作力を入力するための部位である操作部と、
   前記取り付け部と前記操作部を連結する部位において、前記取り付け部と前記操作部に介設される複数の荷重センサと、
   を備え、
   前記演算器によって、
   前記ドア角度測定器と前記複数の荷重センサの測定値に基づき、
   前記測定用ハンドルを介して前記ドアハンドルに入力された操作力を算出する、
   ことを特徴とする車両用ドアハンドルの操作力測定装置。
2. 前記ドアに対する前記ドアハンドルの変位量を検出するドアハンドル変位量測定器をさらに備え、
   前記演算器によって、
   前記ドアハンドル変位量測定器の測定値に基づき、
   前記複数の荷重センサの測定値を補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ドアハンドルの操作力測定装置。
3. 前記測定用ハンドルは、
   前記ドアを閉めるときに前記ドアハンドルに作用する操作力を検出するための第一の態様と、
   前記ドアを開けるときに前記ドアハンドルに作用する操作力を検出するための第二の態様と、
   に変更可能に構成される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用ドアハンドルの操作力測定装置。

Images