JPH02295014A

JPH02295014A - 操作具の操作感の制御装置

Info

Publication number: JPH02295014A
Application number: JP1115640A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Mizoguchi; 敦士溝口
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1990-12-05
Anticipated expiration: 2013-05-18
Also published as: JP2751383B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】《発明の分野》この発明は、各種機械、装置等に設置されて、レバーの
回動操作により入力処理をおこなうことのできるレバー
入力装置に関する。

《発明の概要》この発明は、レバー入力装置にファジィ制御を用い、入
力操作に応じた操作抵抗等を発生させて操作感を快適に
したものである。

《従来技術とその問題点》従来、自動車の変速レバーのような機械式のレバー入力
装置は、操作時に機械的な抵抗が発生ずるため入力操作
に応じた操作感が得られる。近年この種のレハ一入力装
置も電子化されて、レバーの操作量、操作位置等を電気
的に検出し入力信号として取り込めるものが出現してき
た。この電子化されたレパ一入力装置は、一般に、設定
された操作位置ごとにレバーを保持する機構が設けられ
ている。

しかしながら、これらの電子化された装置では、機械式
装置で得られるような操作時の手応えを再現することが
難しく、操作者に違和感や不安感を抱かせる場合がある
。

また電子化した場合は操作入力数、設定位置等の変更が
回路的に容易であるにもかかわらず、保持機構の変更が
困難であるため、設定変更への対応が劣るという問題が
ある。

《発明の目的》この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、その目的とするところは、操作時の手応えや保持力
、ロック位置等を任意に設定でき、操作性にすくれたレ
ハ一入力装置を提供することにある。

《発明の構成と効果》この発明は、上記目的を達成するために、レバーの回動
位置に対応して入力処理がおこなわれるレハ一入力装置
において、上記レバーの回動操作を検出するセンサと、
このセンサの出力を、予め出力ごとに設定されているメ
ンバシップ関数の適合度に変換する変換手段と、入力さ
れた適合度に基づき、ファジィ推論ルールを用いて上記
レバーに付与するトルク量を算出するファジィ処理部と
、上記レバーの支軸部に設置され、算出されたトルク量
に基づき、上記レバーにトルクを付与するトルク発生手
段を備えたことを特徴とする。

ごの発明はこのように、レバーの回動操作を検出しファ
ジィ制御を用いて入力操作に応じた操作抵抗を生じるよ
うにしたので、操作時の手応えに関する設定が自由にな
る。

その結果、操作者の好みの操作感を任意に設定しようと
する場合や、操作者の身体的な障害のためにレバー操作
に特殊な条件が要求されるような場合に、ファジィルー
ルを変更するというソフト上の処理だけで容易に対応す
ることができる。

また、レバー設定位置についても、理論的にはセンサの
検出精度やトルク発生手段の出力精度の許す範囲で多数
点に設定することができ、その他、使い勝手上でさまざ
まな応用が可能になる。

《実施例の説明》次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明装置を適用したレハ一入力装置の外
観図である。

＝　３図において、レバー３は支軸４により紙面と垂直方向に
回動自在に軸支され、さらに支軸４を保持するヨーク部
材１４が、固定部１５と支軸５に支持されて、レバー３
を紙面上の時計、反時計方向に回動自在にする。

支軸４の右端部にはレバー３の回動角度を検出するセン
サ１が、左端部にはレバー３にトルクを付勢するモータ
１１が装着されている。同様に支軸５の手前側にはレバ
ー３の別方向の回動角度を検出するセンサ２が、反対側
にはトルクを付勢するモータ１２が装着されている。

センサ１、２は、レバー３の互いに直交する方向の回動
角度θ１、θ２を検出する。

モータ１１、１２は、それぞれ入力された電流１１、ｊ
２に比例したトルクを発生し支軸４、５を介してレバー
３へ伝達する。

第２図は第１図に示した実施例を操作した際のレバー移
動経路を示すものであり、Ｈ型経路の各端点Ｐ１〜Ｐ４
を設定点とし、それらの位置でレバー３に適度な保持力
が発生する。

第３図は、上記実施例の電気的構成を示すブロック図で
ある。

操作部６は、レバー３の操作に応じて検出した回動角度
θ１、θ２を、被操作装置７および微分器８、９、推論
部１０へ送る。

被操作装置７では、入力された回動角度θ１、θ２に従
って各種の操作が実行される。

微分器８、９はそれぞれ入力された回動角度θ１、θ２
の変化量を検出して推論部１０へ送る。

推論部１０は、入力された回動角度θ１、θ２、および
それらの変化量に基づき、ファジィ推論をおこなって、
モータ１１、１２へ送る電流値１１、１２を求め操作部
６へ送る。

これらの処理が実行されることにより、操作部６では常
にレバー３の操作量に対応した操作感が得られ、また設
定位置にレバー３が移動すると、トルク値が大きくなり
、操作抵抗が増大してレバー３を保持する。

第４図は、第３図に示した推論部１０の構成を示すブロ
ック図である。

図において、入力装置としてのレバー角度センサ１、２
ば、それぞれ測定した回動角度θ１、θ２をサンプル・
ホールド回路４３、４４へ送る。

サンプル・ホールド回路４３、４４は入力した回動角度
θ１、θ２を所定間隔で保持し、信号χ１、Ｘ２として
ファジィ推論装置４５へ送る。

ファジィ推論装置４５は、入力信号Ｘ１、Ｘ２のメンハ
シシプ関数の適合度（メンハシップ値）に応じて、ブロ
ック４６のファジィ・ルールに基づいた最適の出力値を
ファジィ推論により演算し、その結果を非ファジィ化し
て得られた出力信号ｙ１、ｙ２、ｙ３をアンプ４７、４
８、４９へそれぞれ送る。ブロック４６に格納されてい
るファジィ・ルールは、入力された回動角度の値を前件
部とし、それに対応するモータ電流を後件部としたもの
である。

アンプ４７、４８、４９は、信号ｙ１、ｙ２、ｙ３をそ
れぞれ増幅した後、電流値１１、１２、ｉ３として出力
装置であるモータ１１、１２およびモータロツタ装置１
３へ送る。

モータロック装Ｗ１３は、モータをロック、つまりレバ
ー３の回動を禁止するための装置であり、信号ｙ３に１
が出力されるとモータ１１、１２の両方または何れかの
回転をロックする。

次に、このレバー３をロックずる動作の応用について説
明する。

第２図に示すようにレバーの自由度が２である場合、Ｈ
型の移動軌跡を得るにはレバーの移動を何らの手段を用
いて規制しなければならない。従来は機構的にガイドし
ていたが、このモークロツタ装置１３を用いれば、２個
のモータのうち何れかを常にロックしておくというルー
ルを設定しておくことにより、容易に実現できる。つま
り、方のモータを所定の角度でロックしている間のみ、
他方のモータを回動自在とすることで、レバーの移動軌
跡を直交する複数の直線にすることができる。

なお、第４図では、ファジィ推論装置４５への入力信号
として、レバーの回動角度θ１、θ２のみを用いたが、
回動角度θ１、θ２の変化量を入力すると、さらに多様
な操作感を実現することができる。

また、推論部１０の内部構成を、第４図に示したファジ
ィ推論装置４５を用いることなく、通常のマイクロコン
ピュータにすることも可能である。

第５図は、ファジィ推論装置４５に入力される入力信号
ｘ１、χ２をファジィ化し、さらに演算結果を具体的な
出力値に非ファジィ化する際に用いられるメンバシップ
関数を示すグラフである。

図ａはセンサ１が測定したレバー３の検出角度χ１、図
ｂはセンサ２が測定したレバー３の他の方向の検出角度
Ｘ２に関するメンパシップ関数である。これら各図の横
軸には具体的な検出角度が表されている。

さらに図Ｃはモータ１１へ送る電流値ｙ１、図ｄはモー
タ１２へ送る電流値ｙ２に関するメンバシップ関数であ
る。

なお、出力ｙ３は、単なる２値出力であるので図示を省
略する。

以上のように構成されたこのレバー入力装置は、操作者
の好みや、操作上の設定条件に合わせてモータ１１、１
２のトルク値を任意にファジィルール上に設定できるた
め、使い勝手の応用が広がる。

また、いったん設定した設定数や設定位置についても、
ファジィルールを変更するというソフト上の処理だけで
簡単に変更が可能であるため、レバー入力装置の汎用性
を増すことができる。

さらに、このレバー入力装置を従来の機械式のレバー入
力装置に適用すると、本来の操作時の手応えに加えて、
新たな操作感を付け加えたり、あるいは従来の操作抵抗
が大き過ぎる操作位置ではモータのトルクを操作方向に
発生させて抵抗を弱め、操作を容易にすることも可能で
ある。

また、第６図、第７図はこの発明の第２実施例を示すも
のである。この実施例は、上記実施例を自由度１に限定
したもので、構成、動作は上記実施例に含まれるので説
明を省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るレハ一入力装置の第１実施例を
示す外観図、第２図は第１図におけるレバーの移動経路
を示す説明図、第３図は電気的構成を示すブロック図、
第４図は推論部の構成を示すブロック図、第５図はファ
ジィ推論装置に設定されているメンハシップ関数を示す
グラフ、第６図は第２実施例の外観図、第７図は第６図
におけるレバーの移動経路を示す説明図である。１・・・センサ２・・・センサ３・・・レバー４・・・支軸５・・・支軸６・・・操作部７・・・被操作装置８・・・微分器９・・・微分器１０・・・推論部１１・・・モータ１２・・・モータ１３・・・モータロック装置４３・・・サンプル・ホールド回路４４・・・サンプル・ホールド回路４５・・・ファジィ推論装置４７・・・アンプ４８・・・アンプ４９・・・アンプ１１・・・電流１２・・・電流 θ１・・・回動角度 θ２・・・回動角度

Claims

【特許請求の範囲】１、レバーの回動位置に対応して入力処理がおこなわれ
るレバー入力装置において、上記レバーの回動操作を検出するセンサと、このセンサ
の出力を、予め出力ごとに設定されているメンバシップ
関数の適合度に変換する変換手段と、入力された適合度に基づき、ファジィ推論ルールを用い
て上記レバーに付与するトルク量を算出するファジィ処
理部と、上記レバーの支軸部に設置され、算出されたトルク量に
基づき、上記レバーにトルクを付与するトルク発生手段
と、を備えたことを特徴とするレバー入力装置。