JP7020882B2 - シフト操作感覚シミュレータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シフト操作感覚シミュレータ装置に関し、高い応答性および滑らかな操作性を確保し、広いシフト操作範囲で実車に近い操作感を再現することができるようにする技術に関するものである。

実車のシフト操作感覚を操作者に与えるようにしたシフト操作感覚シミュレータ装置が知られている。たとえば、特許文献１に記載されたものがそれである。このような従来のシフト操作感覚シミュレータ装置は、シフト方向に作用する回転力を出力するシフト方向モータ、セレクト方向に作用する回転力を出力するセレクト方向モータを用いて、シフト操作レバーに対して種々の操作感覚を付与することができるように構成されている。

特開２０１４－０４８８７７号公報

ところで、上記特許文献１のシフト操作感覚シミュレータ装置は、シフト方向モータおよびセレクト方向モータを用いることから、モータの出力軸の回転力をシフト操作レバーの操作方向の力に変換するための減速機構や操作力変換機構が必要となるため、高応答の操作感を再現することが、困難であった。すなわち、実車でのシフト操作感覚を再現しようとする場合には、比較的複雑な減速機構や操作力変換機構が用いられることから、それらの構成要素間のガタ、構成要素の剛性、シフト操作とセレクト操作との機構上の相互干渉等の影響により、同時期の荷重変化やギヤ噛合時の引っ掛かりなどの短時間での荷重応答を表す高応答の波形を操作レバーに再現することが難しく、実車での操作感覚を忠実に操作レバーに付与することが困難であった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、実車に近い高応答の操作感を操作レバーに再現することができるシフト操作感覚シミュレータ装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、（ａ）操作レバーに操作感を付与するシフト操作感覚シミュレータ装置であって、（ｂ）第１ガイドにより第１方向に案内され、第１リニヤモータにより前記第１方向の操作感が付与される第１部材と、（ｃ）前記第１部材に設けられた第２ガイドにより前記第１方向と交差する第２方向に案内され、第２リニヤモータにより前記第２方向の操作感が付与される第２部材とを、備え、（ｄ）前記操作レバーは、前記操作レバーの中間部を中心とする前記第１方向および第２方向の回動を許容する自在軸受により支持され、（ｅ）前記操作レバーの下端部は、前記第２部材に自在継手を介して連結されていることにある。

本発明のシフト操作感覚シミュレータ装置によれば、前記操作レバーは、前記操作レバーの中間部を中心とする前記第１方向および第２方向の回動を許容する自在軸受により支持され、前記操作レバーの下端部は、前記第２部材に自在継手を介して連結されており、前記操作レバーには、第１ガイドにより第１方向に案内される第１部材に対して前記第１方向の操作感を付与する第１リニヤモータと、第２ガイドにより前記第１方向と交差する第２方向に案内される第２部材に対して操作感を付与する第２リニヤモータとが設けられていることから、第１リニヤモータおよび第２リニヤモータから第１方向および第２方向の操作感が独立に操作レバーに対して付与されるので、実車に近い高応答の操作感を操作レバーに再現することができる。

本発明の一実施例のシフト操作感覚シミュレータ装置を主体的に構成するシフト操作機構の構成を説明する正面図である。 図１のシフト操作機構の構成を説明する側面図であって、図３のII－II視断面図である。 図１のシフト操作機構の構成を説明する平面図である。 図１のシフト操作機構の動作を説明する模式図である。 図１の電子制御装置からシフト操作機構へ付与される操作荷重のうち、第１速ポジションから第２速ポジションへのシフト操作時におけるシフト荷重のシフトストロークに対する変化波形を示す図である。 図１の電子制御装置からシフト操作機構へ付与される操作荷重のうち、シフト方向のシフト荷重の変化波形で示すタイムチャートであって、破線は第１速ポジションから第２速ポジションへの操作時に付与されるシフトストロークを、実線は第１速ポジションから第２速ポジションへの操作時に付与されるシフト荷重を示している。

本発明の一実施形態において、前記操作レバーの中間部は、位置固定の自在軸受を介して前記第１方向および第２方向へ自在に操作自在に支持され、且つ、前記操作レバーの下端部は、自在継手を介して前記第２部材に連結されていてもよい。

本発明の一実施形態において、前記操作レバーは、前記第２部材に直接固定されることで連結されていてもよい。

本発明の一実施形態において、前記操作レバーは、位置固定の支持部材にシフト方向に平行移動可能且つ前記シフト方向の軸線まわりに回動可能に支持され、前記第２部材に対して前記シフト方向の軸線まわりに回動可能に連結されてもよい。

本発明の一実施形態において、前記操作レバーの操作ストロークに応じて、予め記憶された第１操作方向および第２操作方向の操作荷重を前記第１リニヤモータおよび前記第２リニヤモータにそれぞれ付与する電子制御装置が、備えられる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例であるシフト操作感覚シミュレータ装置１００を示している。シフト操作感覚シミュレータ装置１００は、長手状の操作レバー１０をシフト方向およびセレクト方向に操作自在に支持するシフト操作機構１２と、シフト操作機構１２に操作荷重を付与する電子制御装置８０とを備えている。図１はシフト操作機構１２の正面を、図２はシフト操作機構１２の側面を、図３はシフト操作機構１２の平面をそれぞれ示している。

シフト操作機構１２は、位置固定の基台１４と、基台１４上に固設され、第１方向たとえばセレクト方向の３本の第１案内レール１６によって案内される第１プレート２０と、基台１４に固定されたセレクト方向に長手状且つＵ字状断面の第１ステータ２２ａと第１プレート２０の下面に固定され且つ第１ステータ２２ａの開口内に一部が収容されて第１ステータ２２ａが発生する移動磁界にしたがって駆動される第１リニヤ可動子２２ｂとを有する第１リニヤモータ２２と、第１プレート２０上に固設され、第１方向と直交する第２方向たとえばシフト方向に互いに平行な一対の第２案内レール２４と、一対の第２案内レール２４によってシフト方向に案内される第２プレート２８と、第１プレート２０上に固定されたシフト方向に長手状且つＵ字状断面の第２ステータ３０ａと第２プレート２８の下面に固定され且つ第２ステータ３０ａの開口内に一部が収容されて第２ステータ３０ａが発生する移動磁界にしたがって駆動される第２リニヤ可動子３０ｂとを有する第２リニヤモータ３０とを、備えている。

また、シフト操作機構１２は、基台１４上に設けられたフレーム４０により支持された位置固定の天板４２と、天板４２に設けられ、操作レバー１０の中間部１０ａをシフト方向およびセレクト方向に回動可能に支持して、操作レバー１０の中間部１０ａを中心とする回動を許容する自在軸受４４と、第２プレート２８に設けられ、操作レバー１０の下端部１０ｂをその長手方向に摺動可能に嵌合させたブシュ４６を、シフト方向およびセレクト方向に回動可能に支持した自在継手４８とを、備えている。これにより、操作レバー１０が図１に示すシフト操作範囲内で操作されると、それに応じて第２プレート２８が往復移動させられ、操作レバー１０が図２に示すセレクト操作範囲内で操作されると、それに応じて第１プレート２０が往復移動させられるようになっている。

操作レバー１０の上端部１０ｃには、操作グリップ５０と、操作グリップ５０に加えられる荷重（操作反力）を検出する荷重センサ５２とが設けられている。

図４は、上記のように構成されたシフト操作機構１２の作動を説明する模式図である。操作レバー１０がシフト方向に操作されると、第２リニヤモータ３０の第２ステータ３０ａと第２リニヤ可動子３０ｂとが相対移動させられる。また、操作レバー１０がセレクト方向に操作されると、第１リニヤモータ２２の第１ステータ２２ａと第１リニヤ可動子２２ｂとが相対移動させられる。このため、操作レバー１０のシフト方向への操作ストロークに応じて第２リニヤモータ３０から予め操作ストロークに応じて設定されたシフト操作荷重（シフト反力）が出力されると、セレクト方向に操作中の操作レバー１０に対してシフト反力すなわち操作感が付与されるので、操作レバー１０に対して操作感が付与される。同様に、操作レバー１０のセレクト方向への操作ストロークに応じて第１リニヤモータ２２から予め操作ストロークに応じて設定されたシフト操作荷重（シフト反力）が出力されると、シフト方向に操作中の操作レバー１０に対してシフト反力すなわち操作感が付与されるので、操作レバー１０に対して操作感が付与される。

図１に戻って、電子制御装置８０は、たとえばＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、入出力インターフェースなどを含む所謂マイクロコンピュータであって、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、予めＲＯＭに記憶されたプログラムおよびシフト荷重に従って、操作レバー１０の上端部１０ｃの操作グリップ５０直下に設けられた荷重センサ５２からの操作荷重を表す操作荷重信号ＳＦ、セレクト方向の第１案内レール１６およびシフト方向の第２案内レール２４に設けられたセレクト操作ストロークセンサ５４およびシフト操作ストロークセンサ５６からのセレクト操作ストロークおよびシフト操作ストロークを表す信号ＳＴＲおよびＳＴＦ等の入力信号を処理し、第１リニヤモータ２２および第２リニヤモータ３０の出力を制御する。

たとえばシフト方向の操作に関して、電子制御装置８０は、たとえば図５に示されているシフトストローク（ｍｍ）に対するシフト荷重（Ｎ）の関係を用いて、シフト操作ストロークセンサ５６から入力された操作レバー１０のシフト方向の操作ストロークに基づいて上記関係からシフト荷重を決定して第２リニヤモータ３０から操作荷重すなわち操作反力を出力させる。この場合、オープンループ制御であってもよいが、荷重センサ５２により検知される操作荷重と上記関係から決定された操作荷重（目標値）とが一致するように第２リニヤモータ３０の出力を制御するクローズドループ制御であってもよい。

図６は、上記のクローズドループ制御の結果得られた、操作レバー１０に対するシフト荷重（シフト反力）すなわちシフト感の時間的変化を示している。

上述のように、本実施例のシフト操作感覚シミュレータ装置１００によれば、操作レバー１０には、第１案内レール（第１ガイド）１６によりセレクト方向（第１方向）に案内される第１プレート（第１部材）２０に対してセレクト方向の操作感を付与する第１リニヤモータ２２と、第２案内レール（第２ガイド）２４によりセレクト方向と交差するシフト方向（第２方向）に案内される第２プレート（第２部材）２８に対して操作感を付与する第２リニヤモータ３０とが設けられていることから、第１リニヤモータ２２および第２リニヤモータ３０からセレクト方向およびシフト方向の操作感が独立に操作レバー１０に対して付与されるので、実車に近い高応答の操作感を操作レバーに再現することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例において、操作レバー１０の上端部１０ｃを貫通させてそれを案内するＨ型の貫通穴を有する案内プレートが位置固定に設けられていてもよい。

前述の実施例において、操作レバー１０は、第２プレート（第２部材）２８に対して直接固定されることで連結されていてもよい。

前述の実施例において、前記操作レバー１０は、図示しない位置固定の支持部材にシフト方向に平行移動可能且つ前記シフト方向の軸線まわりに回動可能に支持され、第２プレート（第２部材）２８に対して前記シフト方向の軸線まわりに回動可能に連結されてもよい。

前述の実施例において、第１案内レール１６と第２案内レール２４とは直交した方向に設けられており、操作レバー１０によるセレクト操作方向とシフト操作方向とは直交した操作方向であったが、９０度以下の角度で交差していてもよく、必ずしも直交していなくてもよい。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：操作レバー
１６：第１案内レール（第１ガイド）
２０：第１プレート（第１部材）
２２：第１リニヤモータ
２４：第２案内レール（第２ガイド）
２８：第２プレート（第２部材）
３０：第２リニヤモータ
１００：シフト操作感覚シミュレータ装置

Claims (1)

1. 操作レバーに操作感を付与するシフト操作感覚シミュレータ装置であって、
   第１ガイドにより第１方向に案内され、第１リニヤモータにより前記第１方向の操作感が付与される第１部材と、
   前記第１部材に設けられた第２ガイドにより前記第１方向と交差する第２方向に案内され、第２リニヤモータにより前記第２方向の操作感が付与される第２部材とを、備え、
   前記操作レバーは、前記操作レバーの中間部を中心とする前記第１方向および第２方向の回動を許容する自在軸受により支持され、
   前記操作レバーの下端部は、前記第２部材に自在継手を介して連結されている
   ことを特徴とするシフト操作感覚シミュレータ装置。
   

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