JPH07181113A - Operation feeling presentation device - Google Patents

Operation feeling presentation device

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Publication number
JPH07181113A
JPH07181113A JP32387393A JP32387393A JPH07181113A JP H07181113 A JPH07181113 A JP H07181113A JP 32387393 A JP32387393 A JP 32387393A JP 32387393 A JP32387393 A JP 32387393A JP H07181113 A JPH07181113 A JP H07181113A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
feedback
displacement
force
speed
operation feeling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32387393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Takahashi
利彰 高橋
Michito Hirano
道人 平野
Akira Asaoka
昭 浅岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP32387393A priority Critical patent/JPH07181113A/en
Publication of JPH07181113A publication Critical patent/JPH07181113A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make a character presented natural and present an arbitrary operation feeling. CONSTITUTION:An operator 14 is provided with a load cell 15. with an eddy current type displacement sensor 16 and a voice coil motor 22. A power feedback circuit 6 is connected to the load cell 15 and a differentiation device 11 and a speed feedback circuit 7 to the eddy current type displacement sensor 16. A displacement feedback circuit 8 is connected to the eddy current type displacement sensor 16, and a differentiation, device 12, a comparator 13 and a speed direction feedback circuit 9 are connected to the sensor 16. A computer 10 is connected to the eddy current type sensor 16 and an addition circuit 20 is connected to the feedback circuits 6-9 and the computer 10 and voice coil motor 22 is connected to the addition circuit 20 through a DC amplifier 21.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はあらかじめ測定してお
いた実物の操作具の操作フィーリング、コンピュータで
作成した操作フィーリング等を呈示する操作フィーリン
グ呈示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation feeling presenting device for presenting an operation feeling of an actual operation tool measured in advance, an operation feeling created by a computer, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の操作フィーリング呈示装置(特開
平3−285116号公報)においては、静特性につい
ては、力−変位特性をあらかじめコンピュータに記録し
ておき、リアルタイムで力を検出し、コンピュータで力
から変位を演算し、変位を制御しており、動特性を呈示
する場合には、固定ゲインのフィードバックを用いてい
る。
2. Description of the Related Art In a conventional operation feeling presenting apparatus (Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-285116), for static characteristics, force-displacement characteristics are recorded in advance in a computer, and the force is detected in real time, The displacement is calculated from the force in order to control the displacement, and when the dynamic characteristic is presented, the feedback of the fixed gain is used.

【0003】また、従来の他の操作フィーリング呈示装
置(第35回自動制御連合講演会予稿集531頁)にお
いては、静特性については、力−変位特性をあらかじめ
コンピュータに記録しておき、リアルタイムで変位を検
出し、コンピュータで変位から力を演算し、力を制御し
ており、動特性を呈示する場合には、固定ゲインのフィ
ードバックを用いている。
In another conventional operation feeling presenting apparatus (page 531 of the proceedings of the 35th Automatic Control Joint Lecture Meeting), the force-displacement characteristic of the static characteristic is recorded in advance in a computer, and the static characteristic is recorded in real time. The displacement is detected by, the force is controlled from the displacement by the computer, the force is controlled, and when the dynamic characteristic is presented, the feedback of the fixed gain is used.

【0004】また、従来の他の操作フィーリング呈示装
置(特開平4−232829号公報)においては、ステ
アリング操舵角、ドライビングシュミレータの走行速
度、エンジン回転数を用いて、ステアリングに作用する
反力を反力演算回路、復元力演算回路、路面抵抗演算回
路、振動演算回路で演算し、ステアリングに負荷として
与えている。
In another conventional operation feeling presenting apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 4-232829), the reaction force acting on the steering wheel is calculated by using the steering angle, the driving speed of the driving simulator, and the engine speed. The calculation is performed by the reaction force calculation circuit, the restoring force calculation circuit, the road surface resistance calculation circuit, and the vibration calculation circuit, and the load is applied to the steering wheel.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの操作
フィーリング呈示装置においては、コンピュータによっ
て底付き、慣性摩擦等のごとき急激に力が変化するよう
な静特性を呈示するときには、記録装置へのアクセス時
間やコンピュータの演算時間による遅れ時間が発生する
から、系が不安定になるので、呈示される特性が不自然
になる。また、実物の操作具の粘性等の動特性は物理的
な原因で変位によって変化する。例えば図11に示すよ
うに、実物の操作具の粘性の動特性は操作具に塗ったグ
リスのつき具合等の原因で変位によって変化する。しか
し、従来の操作フィーリング呈示装置においては、動特
性を呈示する場合には、固定ゲインのフィードバックを
用いているから、任意の操作フィーリングを呈示するこ
とができない。
However, in these operation feeling presenting devices, when presenting a static characteristic such as a bottom, inertia friction, or the like in which the force changes abruptly by a computer, the operation feeling presenting device does not display the recording device. Since the delay time occurs due to the access time and the calculation time of the computer, the system becomes unstable and the presented characteristics become unnatural. Further, the dynamic characteristics such as the viscosity of the actual operation tool change due to the displacement due to physical reasons. For example, as shown in FIG. 11, the dynamic characteristics of the viscosity of the actual operation tool change depending on the displacement due to the degree of the grease applied to the operation tool. However, in the conventional operation feeling presenting device, when presenting the dynamic characteristics, since the feedback of the fixed gain is used, it is not possible to present an arbitrary operation feeling.

【0006】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、呈示される特性が自然であり、また任意
の操作フィーリングを呈示することができる操作フィー
リング呈示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and provides an operation feeling presenting apparatus which has a natural characteristic to be presented and can present an arbitrary operation feeling. To aim.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明においては、操作具と、上記操作具の変位
を検出する変位検出器と、上記操作具を駆動するアクチ
ュエータと、上記変位から変位フィードバックゲインを
演算する変位フィードバックゲイン演算手段と、上記変
位と上記変位フィードバックゲインとから変位フィード
バック値を演算する変位フィードバック回路と、上記変
位に応じて力調節値を演算する力調節値演算手段と、上
記変位フィードバック値と上記力調節値とを加算した推
力を演算する加算回路とを設け、上記推力により上記ア
クチュエータを制御する。
To achieve this object, according to the present invention, an operating tool, a displacement detector for detecting the displacement of the operating tool, an actuator for driving the operating tool, and the displacement Displacement feedback gain calculation means for calculating a displacement feedback gain, a displacement feedback circuit for calculating a displacement feedback value from the displacement and the displacement feedback gain, and force adjustment value calculation means for calculating a force adjustment value according to the displacement. An adder circuit for calculating a thrust force obtained by adding the displacement feedback value and the force adjustment value is provided, and the actuator is controlled by the thrust force.

【0008】この場合、上記操作具の速度方向を検出す
る速度方向検出器と、上記変位から速度方向フィードバ
ックゲインを演算する速度方向フィードバックゲイン演
算手段と、上記速度方向と上記速度方向フィードバック
ゲインとから速度方向フィードバック値を演算し、上記
速度方向フィードバック値を上記加算回路に出力する速
度方向フィードバック回路とを設けてもよい。
In this case, the speed direction detector for detecting the speed direction of the operating tool, the speed direction feedback gain calculation means for calculating the speed direction feedback gain from the displacement, and the speed direction and the speed direction feedback gain are used. A speed direction feedback circuit that calculates a speed direction feedback value and outputs the speed direction feedback value to the addition circuit may be provided.

【0009】また、上記操作具の速度を検出する速度検
出器と、上記変位から速度フィードバックゲインを演算
する速度フィードバックゲイン演算手段と、上記速度と
上記速度フィードバックゲインとから速度フィードバッ
ク値を演算し、上記速度フィードバック値を上記加算回
路に出力する速度フィードバック回路とを設けてもよ
い。
Further, a speed detector for detecting the speed of the operating tool, a speed feedback gain calculating means for calculating a speed feedback gain from the displacement, and a speed feedback value from the speed and the speed feedback gain, A speed feedback circuit for outputting the speed feedback value to the adding circuit may be provided.

【0010】また、上記操作具の力を検出する力検出器
と、上記変位から力フィードバックゲインを演算する力
フィードバックゲイン演算手段と、上記力と上記力フィ
ードバックゲインとから力フィードバック値を演算し、
上記力フィードバック値を上記加算回路に出力する力フ
ィードバック回路とを設けてもよい。
Further, a force detector for detecting the force of the operation tool, a force feedback gain calculating means for calculating a force feedback gain from the displacement, and a force feedback value from the force and the force feedback gain,
A force feedback circuit for outputting the force feedback value to the adding circuit may be provided.

【0011】また、上記操作具の加速度を検出する加速
度検出器と、上記変位から加速度フィードバックゲイン
を演算する加速度フィードバックゲイン演算手段と、上
記加速度と上記加速度フィードバックゲインとから加速
度フィードバック値を演算し、上記加速度フィードバッ
ク値を上記加算回路に出力する加速度フィードバック回
路とを設けてもよい。
Further, an acceleration detector for detecting the acceleration of the operation tool, an acceleration feedback gain calculating means for calculating an acceleration feedback gain from the displacement, and an acceleration feedback value from the acceleration and the acceleration feedback gain, An acceleration feedback circuit that outputs the acceleration feedback value to the addition circuit may be provided.

【0012】[0012]

【作用】この操作フィーリング呈示装置においては、変
位フィードバック回路、速度方向フィードバック回路、
速度フィードバック回路、力フィードバック回路、加速
度フィードバック回路においてフィードバック値を演算
するから、各物理特性を応答性よく呈示することがで
き、遅れ時間が発生せず、また変位に応じて変位フィー
ドバックゲイン、速度方向フィードバックゲイン、速度
フィードバックゲイン、力フィードバックゲイン、加速
度フィードバックゲインを演算するから、変位に応じた
推力を演算することができる。
In this operation feeling presenting device, the displacement feedback circuit, the velocity direction feedback circuit,
Since feedback values are calculated in the velocity feedback circuit, force feedback circuit, and acceleration feedback circuit, each physical characteristic can be presented with good responsiveness, no delay time is generated, and the displacement feedback gain and velocity direction can be adjusted according to the displacement. Since the feedback gain, the velocity feedback gain, the force feedback gain, and the acceleration feedback gain are calculated, the thrust force according to the displacement can be calculated.

【0013】また、力フィードバック値を加算回路に出
力したときには、慣性を呈示することができ、しかも系
が安定になる。
When the force feedback value is output to the adder circuit, inertia can be presented and the system becomes stable.

【0014】[0014]

【実施例】図1はこの発明に係る操作フィーリング呈示
装置を示すブロック図、図2は図1に示した操作フィー
リング呈示装置を示す外観図である。図に示すように、
操作具14に作用する力Fを検出する力検出器であるロ
ードセル15が設けられ、操作具14の変位Xを検出す
る変位検出器である渦電流式変位センサ16が設けら
れ、操作具14に推力FVを発生させるアクチュエータ
であるボイスコイルモータ22が設けられ、ロードセル
15、渦電流式変位センサ16、ボイスコイルモータ2
2によって本体24が構成されている。ロードセル15
に力フィードバック回路6が接続され、力フィードバッ
ク回路6は本体24自身の慣性をMV、慣性目標値をMd
としたとき{1−(MV/Md)}Fすなわち力フィードバッ
ク値を演算する。渦電流式変位センサ16に変位Xを微
分して速度X′を求める微分器11が接続され、渦電流
式変位センサ16、微分器11によって速度検出器が構
成されている。微分器11に速度フィードバック回路7
が接続され、速度フィードバック回路7は本体24自身
の粘性をBV、粘性目標値をBdとしたとき{(MV/Md)
・Bd−BV}X′すなわち速度フィードバック値を演算
する。渦電流式変位センサ16に変位フィードバック回
路8が接続され、変位フィードバック回路8は剛性目標
値をKd、変位目標値をXdとしたとき{(MV/Md)・
d}(X−Xd)すなわち変位フィードバック値を演算す
る。渦電流式変位センサ16に変位Xを微分して速度
X′を求める微分器12が接続され、微分器12に速度
方向sgn(X′)(速度X′が正のときには+1、速度
X′が負のときには−1)を演算するコンパレータ13
が接続され、渦電流式変位センサ16、微分器12、コ
ンパレータ13によって速度方向検出器が構成されてい
る。コンパレータ13に速度方向フィードバック回路9
が接続され、速度方向フィードバック回路9は本体24
自身の乾性摩擦をfV、乾性摩擦目標値をfdとしたとき
{(MV/Md)・fd−fV}sgn(X′)すなわち速度方向フ
ィードバック値を演算する。渦電流式変位センサ16に
A/Dコンバータ17を介してコンピュータ10が接続
され、コンピュータ10は力目標値をFdとしたとき(M
V/Md)・Fdすなわち力調節値を演算して、D/Aコン
バータ19を介して力調節値(MV/Md)・Fdを出力す
るとともに、あらかじめ記憶された変位Xに応じた目標
値Md、Bd、Kd、Xd、fd、Fdを用いて力フィードバ
ックゲイン{1−(MV/Md)}、速度フィードバックゲイ
ン(MV/Md)・Bd−BV、変位フィードバックゲイン
(MV/Md)・Kd、速度方向フィードバックゲイン(MV
/Md)・fd−fVを演算し、D/Aコンバータ18を介
してフィードバック回路6〜9にこれらのフィードバッ
クゲインを出力する。フィードバック回路6〜9、コン
ピュータ10に加算回路20が接続され、加算回路20
はフィードバック回路6〜9、コンピュータ10の出力
の和である推力FVを演算する。加算回路20に直流ア
ンプ21を介してボイスコイルモータ22が接続されて
いる。そして、フィードバック回路6〜9等でコントロ
ーラ62が構成され、A/Dコンバータ17、D/Aコ
ンバータ18、19とコントローラ62とはフラットケ
ーブル61によって接続されており、コントローラ62
と本体24とはコード63によって接続されている。
1 is a block diagram showing an operation feeling presenting apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an external view showing the operation feeling presenting apparatus shown in FIG. As shown in the figure,
A load cell 15 that is a force detector that detects a force F acting on the operating tool 14 is provided, and an eddy current displacement sensor 16 that is a displacement detector that detects a displacement X of the operating tool 14 is provided. A voice coil motor 22, which is an actuator that generates thrust F V , is provided, and the load cell 15, the eddy current displacement sensor 16, and the voice coil motor 2 are provided.
The main body 24 is constituted by 2. Load cell 15
The force feedback circuit 6 is connected to the force feedback circuit 6, and the force feedback circuit 6 sets the inertia of the body 24 itself to M V and the target inertia value to M d.
Then, {1- (M V / M d )} F, that is, the force feedback value is calculated. The eddy current displacement sensor 16 is connected to a differentiator 11 that differentiates the displacement X to obtain a speed X ', and the eddy current displacement sensor 16 and the differentiator 11 constitute a speed detector. The speed feedback circuit 7 is provided to the differentiator 11.
When the viscosity of the main body 24 is B V and the viscosity target value is B d , the velocity feedback circuit 7 is connected to {(M V / M d ).
· B d -B V} X 'that is computed a velocity feedback value. When the displacement feedback circuit 8 is connected to the eddy current displacement sensor 16 and the displacement feedback circuit 8 has a stiffness target value of K d and a displacement target value of X d , {(M V / M d ) ・
K d } (X−X d ), that is, the displacement feedback value is calculated. The eddy current displacement sensor 16 is connected to a differentiator 12 that differentiates the displacement X to obtain a speed X ', and the differentiator 12 has a speed direction sgn (X') (+1 when the speed X'is positive and speed X'is Comparator 13 that calculates -1) when negative
Are connected, and the eddy current displacement sensor 16, the differentiator 12, and the comparator 13 form a velocity direction detector. Speed direction feedback circuit 9 for comparator 13
Is connected, and the speed direction feedback circuit 9 is connected to the main body 24.
When the dry friction of itself is f V and the dry friction target value is f d
{(M V / M d ) · f d −f V } sgn (X ′), that is, the velocity direction feedback value is calculated. When the computer 10 is connected to the eddy current displacement sensor 16 via the A / D converter 17, the computer 10 sets the force target value to F d (M
V / M d ) · F d, that is, the force adjustment value is calculated, the force adjustment value (M V / M d ) · F d is output via the D / A converter 19, and the displacement X stored in advance is stored. Using the corresponding target values M d , B d , K d , X d , f d , and F d , force feedback gain {1- (M V / M d )}, velocity feedback gain (M V / M d ). B d −B V , displacement feedback gain
(M V / M d ) K d , velocity direction feedback gain (M V
/ M d ) · f d −f V is calculated, and these feedback gains are output to the feedback circuits 6 to 9 via the D / A converter 18. The adder circuit 20 is connected to the feedback circuits 6 to 9 and the computer 10, and the adder circuit 20
Calculates the thrust F V which is the sum of the outputs of the feedback circuits 6-9 and the computer 10. A voice coil motor 22 is connected to the adding circuit 20 via a DC amplifier 21. A controller 62 is configured by the feedback circuits 6 to 9 and the like, and the A / D converter 17, the D / A converters 18 and 19 and the controller 62 are connected by a flat cable 61.
The main body 24 and the main body 24 are connected by a cord 63.

【0015】ところで、実物の操作具を図3に示すよう
に慣性(M)要素1、粘性(B)要素2、剛性(K)要
素3、乾性摩擦(f)要素4、力(F)要素5によって
モデル化すると、これらの特性が操作具の変位によって
変化しているとみなすことができる。このような操作具
の操作フィーリングを人工的に呈示する場合、目標とす
る運動方程式は次式のようになる。
By the way, as shown in FIG. 3, an actual operation tool has an inertia (M) element 1, a viscous (B) element 2, a rigidity (K) element 3, a dry friction (f) element 4, and a force (F) element. When modeled by 5, it can be considered that these characteristics are changed by the displacement of the operating tool. When artificially presenting the operation feeling of such an operation tool, the target equation of motion is as follows.

【0016】 F=MdX″+BdX′+Kd(X−Xd)+fd・sgn(X′)+Fd (1) これに対して、操作フィーリング呈示装置の運動方程式
は次式のようになる。
F = M d X ″ + B d X ′ + K d (X−X d ) + f d · sgn (X ′) + F d (1) On the other hand, the equation of motion of the operation feeling presenting device is as follows. become that way.

【0017】 F=MVX″+BVX′+fV・sgn(X′)+FV (2) (1)、(2)式から推力FVを求めると、次式のようにな
る。
[0017] F = M V X "+ B V X '+ f V · sgn (X') + F V (2) (1), when obtaining the thrust F V from equation (2), the following equation.

【0018】 FV={1−(MV/Md)}F+{(MV/Md)・Bd−BV}X′+{(MV/Md)・K d }(X−Xd)+{(MV/Md)・fd−fV}sgn(X′)+(MV/Md)・Fd (3) そして、図1、図2に示した操作フィーリング呈示装置
においては、コンピュータ10、コントローラ62で
(3)式によって推力FVが求められ、推力FVに応じてボ
イスコイルモータ22が駆動されるから、図4に示すよ
うな制御が行なわれ、操作具14に推力FVが発生し、
操作フィーリングが呈示される。
FV= {1- (MV/ Md)} F + {(MV/ Md) ・ Bd-BV} X '+ {(MV/ Md) ・ K d } (XXd) + {(MV/ Md) ・ Fd-FV} sgn (X ') + (MV/ Md) ・ Fd (3) Then, the operation feeling presenting apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
In the computer 10, the controller 62
Thrust F is calculated by equation (3).VIs required, thrust FVAccording to
Since the chair coil motor 22 is driven, as shown in FIG.
Such control is performed, and the thrust F is applied to the operation tool 14.VOccurs,
The operation feeling is presented.

【0019】このような操作フィーリング呈示装置にお
いては、フィードバック回路6〜9においてフィードバ
ック値を演算するから、各物理特性を応答性よく呈示す
ることができ、遅れ時間が発生しないので、系が安定に
なり、また慣性の呈示に力フィードバックを行なってお
り、加速度フィードバックを行なわないから、系が安定
になるので、呈示される特性が自然になる。また、フィ
ードバック回路6〜9のフィードバックゲインを変位X
に応じた目標値Md、Bd、Kd、Xd、fd、Fdによって
演算するから、任意の操作フィーリングを呈示すること
ができる。
In such an operation feeling presenting apparatus, since feedback values are calculated in the feedback circuits 6 to 9, each physical characteristic can be presented with good responsiveness, and no delay time occurs, so that the system is stable. In addition, since force feedback is performed to present the inertia, and acceleration feedback is not performed, the system becomes stable and the presented characteristic becomes natural. In addition, the feedback gains of the feedback circuits 6 to 9 are set to the displacement X.
Since the calculation is performed using the target values M d , B d , K d , X d , f d , and F d corresponding to the above, any operation feeling can be presented.

【0020】図5はこの発明に係る操作フィーリング呈
示装置を用いた可変操作フィーリング車を示す概略図、
図6は図5に示した可変操作フィーリング車のペダル操
作フィーリング装置を示す斜視図、図7は図5に示した
可変操作フィーリング車のシフトレバー操作フィーリン
グ呈示装置を示す斜視図、図8は図5に示した可変操作
フィーリング車のステアリング操作フィーリング呈示装
置を示す斜視図、図9は図5に示した可変操作フィーリ
ング車に用いられる操作フィーリング呈示装置の本体を
示す断面図、図10は図5に示した可変操作フィーリン
グ車に用いられる操作フィーリング呈示装置の本体を示
す外観図である。図に示すように、可変操作フィーリン
グ車58にはペダル操作フィーリング呈示装置30、シ
フトレバー操作フィーリング呈示装置42、ステアリン
グ操作フィーリング呈示装置56が設けられている。ペ
ダル操作フィーリング呈示装置30の本体24のシャフ
ト23には回転軸受25を介してシャフト26が取り付
けられ、ペダル28が回転軸受29に取り付けられ、ペ
ダル28に回転軸受27を介してシャフト26が取り付
けられている。シフトレバー操作フィーリング呈示装置
42の本体24のシャフト23には回転軸受31、34
を介してシャフト32、35が取り付けられ、シフトレ
バー41が回転軸受40、シャフト39、回転軸受38
を介して固定代37に取り付けられ、シャフト39、シ
フトレバー41に回転軸受33、36を介してシャフト
32、35が取り付けられている。ステアリング操作フ
ィーリング呈示装置56の本体24のシャフト23には
回転軸受43、46を介してシャフト44、47が取り
付けられ、ステアリングホイール55がステアリングボ
ス54、シャフト53、ホイール52、シャフト51、
ホイール50を介してシャフト49に取り付けられ、シ
ャフト49は回転軸受(図示せず)を介して台座等(図
示せず)に取り付けられ、シャフト51、53に回転軸
受45、48を介してシャフト44、47が取り付けら
れている。
FIG. 5 is a schematic view showing a variable operation feeling vehicle using the operation feeling presenting apparatus according to the present invention,
6 is a perspective view showing the pedal operation feeling device of the variable operation feeling vehicle shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a perspective view showing the shift lever operation feeling presenting device of the variable operation feeling vehicle shown in FIG. 8 is a perspective view showing the steering operation feeling presenting apparatus for the variable operation feeling vehicle shown in FIG. 5, and FIG. 9 shows the main body of the operation feeling presenting apparatus used for the variable operation feeling vehicle shown in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view, and FIG. 10 is an external view showing the main body of the operation feeling presenting device used in the variable operation feeling vehicle shown in FIG. As shown in the figure, the variable operation feeling wheel 58 is provided with a pedal operation feeling presenting device 30, a shift lever operation feeling presenting device 42, and a steering operation feeling presenting device 56. The shaft 26 of the main body 24 of the pedal operation feeling presenting device 30 is attached with the rotary bearing 25, the pedal 28 is attached with the rotary bearing 29, and the shaft 26 is attached with the rotary bearing 27 to the pedal 28. Has been. The shaft 23 of the main body 24 of the shift lever operation feeling presentation device 42 has rotary bearings 31, 34
The shafts 32 and 35 are mounted via the shift lever 41, and the shift lever 41 includes the rotary bearing 40, the shaft 39, and the rotary bearing 38.
The shaft 32 and 35 are attached to the fixed margin 37 via the shaft 39 and the shift lever 41 via the rotary bearings 33 and 36. Shafts 44 and 47 are attached to the shaft 23 of the main body 24 of the steering operation feeling presenting device 56 via rotary bearings 43 and 46, and a steering wheel 55 includes a steering boss 54, a shaft 53, a wheel 52, and a shaft 51.
It is attached to the shaft 49 via the wheel 50, the shaft 49 is attached to a pedestal or the like (not shown) via rotary bearings (not shown), and the shafts 51 and 53 are attached to the shaft 44 via rotary bearings 45 and 48. , 47 are attached.

【0021】この可変操作フィーリング車においては、
運転者57にペダル28、シフトレバー41、ステアリ
ングホイール55の操作フィーリングを呈示することが
できる。
In this variable operation feeling vehicle,
The operation feeling of the pedal 28, the shift lever 41, and the steering wheel 55 can be presented to the driver 57.

【0022】なお、上述実施例においては、慣性の呈示
に力フィードバックを行なったが、慣性の呈示に加速度
フィードバックを行なってもよい。この場合には、渦電
流式変位センサ16と2つの微分器によって構成された
操作具14の加速度を検出する加速度検出器を設け、コ
ンピュータ10によって変位Xから加速度フィードバッ
クゲインを演算し、加速度と加速度フィードバックゲイ
ンとから加速度フィードバック値を演算し、加速度フィ
ードバック値を加算回路20に出力する加速度フィード
バック回路を設ける。また、上述実施例においては、コ
ンピュータ10で力調節値を演算する力調節値演算手
段、フィードバック回路6〜9のフィードバックゲイン
を演算するフィードバックゲイン演算手段を構成した
が、力調節値演算手段とフィードバックゲイン演算手段
とを別々の装置で構成してもよい。また、上述実施例に
おいては、コンピュータ10で力フィードバックゲイン
を演算する力フィードバックゲイン演算手段、速度フィ
ードバックゲインを演算する速度フィードバックゲイン
演算手段、変位フィードバックゲインを演算する変位フ
ィードバックゲイン演算手段、速度方向フィードバック
ゲインを演算する速度方向フィードバックゲイン演算手
段を構成し、またコンピュータ10で加速度フィードバ
ックゲインを演算する加速度フィードバックゲイン演算
手段を構成したが、力フィードバックゲイン演算手段、
速度フィードバックゲイン演算手段、変位フィードバッ
クゲイン演算手段、速度方向フィードバックゲイン演算
手段、加速度フィードバックゲイン演算手段を別々の装
置で構成してもよい。
In the above-described embodiment, force feedback is performed to present the inertia, but acceleration feedback may be performed to present the inertia. In this case, an acceleration detector for detecting the acceleration of the operating tool 14 constituted by the eddy current displacement sensor 16 and two differentiators is provided, and the computer 10 calculates the acceleration feedback gain from the displacement X to calculate the acceleration and the acceleration. An acceleration feedback circuit that calculates an acceleration feedback value from the feedback gain and outputs the acceleration feedback value to the addition circuit 20 is provided. Further, in the above-described embodiment, the computer 10 comprises the force adjustment value calculation means for calculating the force adjustment value and the feedback gain calculation means for calculating the feedback gain of the feedback circuits 6 to 9, but the force adjustment value calculation means and the feedback are provided. The gain calculation means and the gain calculation means may be configured as separate devices. In the above-described embodiment, the computer 10 calculates the force feedback gain, the force feedback gain calculating means, the speed feedback gain calculating means, the velocity feedback gain calculating means, the displacement feedback gain calculating means, the displacement feedback gain calculating means, and the speed direction feedback. The velocity feedback feedback gain calculating means for calculating the gain is configured, and the acceleration feedback gain computing means for computing the acceleration feedback gain is configured by the computer 10.
The speed feedback gain calculation means, the displacement feedback gain calculation means, the speed direction feedback gain calculation means, and the acceleration feedback gain calculation means may be configured as separate devices.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る操
作フィーリング呈示装置においては、遅れ時間が発生し
ないので、系が安定になり、呈示される特性が自然にな
り、また変位に応じた推力を演算することができるか
ら、任意の操作フィーリングを呈示することができる。
As described above, in the operation feeling presenting apparatus according to the present invention, since the delay time does not occur, the system becomes stable, the presented characteristic becomes natural, and the operation feeling is presented. Since the thrust can be calculated, any operation feeling can be presented.

【0024】また、力フィードバック値を加算回路に出
力したときには、慣性を呈示することができ、しかも系
が安定になるから、呈示される特性が自然になる。
When the force feedback value is output to the adder circuit, inertia can be presented and the system becomes stable, so that the presented characteristic becomes natural.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る操作フィーリング呈示装置を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an operation feeling presenting apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示した操作フィーリング呈示装置を示す
外観図である。
FIG. 2 is an external view showing the operation feeling presentation device shown in FIG.

【図3】実物の操作具をモデル化したものを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a model of a real operation tool.

【図4】図1に示した操作フィーリング呈示装置の制御
概念図である。
FIG. 4 is a control conceptual diagram of the operation feeling presentation device shown in FIG. 1.

【図5】この発明に係る操作フィーリング呈示装置を用
いた可変操作フィーリング車を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a variable operation feeling vehicle using the operation feeling presentation device according to the present invention.

【図6】図5に示した可変操作フィーリング車のペダル
操作フィーリング装置を示す斜視図である。
6 is a perspective view showing a pedal operation feeling device of the variable operation feeling vehicle shown in FIG.

【図7】図5に示した可変操作フィーリング車のシフト
レバー操作フィーリング呈示装置を示す斜視図である。
7 is a perspective view showing a shift lever operation feeling presentation device of the variable operation feeling vehicle shown in FIG.

【図8】図5に示した可変操作フィーリング車のステア
リング操作フィーリング呈示装置を示す斜視図である。
8 is a perspective view showing a steering operation feeling presenting device of the variable operation feeling vehicle shown in FIG.

【図9】図5に示した可変操作フィーリング車に用いら
れる操作フィーリング呈示装置の本体を示す断面図であ
る。
9 is a cross-sectional view showing a main body of an operation feeling presentation device used in the variable operation feeling vehicle shown in FIG.

【図10】図5に示した可変操作フィーリング車に用い
られる操作フィーリング呈示装置の本体を示す外観図で
ある。
10 is an external view showing a main body of an operation feeling presentation device used in the variable operation feeling vehicle shown in FIG.

【図11】操作具の変位と粘性との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 11 is a graph showing a relationship between displacement of an operating tool and viscosity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6…力フィードバック回路 7…速度フィードバック回路 8…変位フィードバック回路 9…速度方向フィードバック回路 10…コンピュータ 11…微分器 12…微分器 13…コンパレータ 14…操作具 15…ロードセル 16…渦電流式変位センサ 20…加算回路 22…ボイスコイルモータ 6 ... Force feedback circuit 7 ... Velocity feedback circuit 8 ... Displacement feedback circuit 9 ... Velocity direction feedback circuit 10 ... Computer 11 ... Differentiator 12 ... Differentiator 13 ... Comparator 14 ... Manipulator 15 ... Load cell 16 ... Eddy current displacement sensor 20 … Addition circuit 22… Voice coil motor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】操作具と、上記操作具の変位を検出する変
位検出器と、上記操作具を駆動するアクチュエータと、
上記変位から変位フィードバックゲインを演算する変位
フィードバックゲイン演算手段と、上記変位と上記変位
フィードバックゲインとから変位フィードバック値を演
算する変位フィードバック回路と、上記変位に応じて力
調節値を演算する力調節値演算手段と、上記変位フィー
ドバック値と上記力調節値とを加算した推力を演算する
加算回路とを具備し、上記推力により上記アクチュエー
タを制御することを特徴とする操作フィーリング呈示装
置。
1. An operating tool, a displacement detector for detecting a displacement of the operating tool, and an actuator for driving the operating tool.
Displacement feedback gain calculation means for calculating a displacement feedback gain from the displacement, a displacement feedback circuit for calculating a displacement feedback value from the displacement and the displacement feedback gain, and a force adjustment value for calculating a force adjustment value according to the displacement. An operation feeling presenting apparatus comprising: a computing unit; and an adder circuit that computes a thrust force obtained by adding the displacement feedback value and the force adjustment value, and controlling the actuator by the thrust force.
【請求項2】上記操作具の速度方向を検出する速度方向
検出器と、上記変位から速度方向フィードバックゲイン
を演算する速度方向フィードバックゲイン演算手段と、
上記速度方向と上記速度方向フィードバックゲインとか
ら速度方向フィードバック値を演算し、上記速度方向フ
ィードバック値を上記加算回路に出力する速度方向フィ
ードバック回路とを有することを特徴とする請求項1に
記載の操作フィーリング呈示装置。
2. A speed direction detector for detecting the speed direction of the operation tool, and a speed direction feedback gain calculation means for calculating a speed direction feedback gain from the displacement.
The operation according to claim 1, further comprising: a speed direction feedback circuit that calculates a speed direction feedback value from the speed direction and the speed direction feedback gain and outputs the speed direction feedback value to the adding circuit. Feeling presentation device.
【請求項3】上記操作具の速度を検出する速度検出器
と、上記変位から速度フィードバックゲインを演算する
速度フィードバックゲイン演算手段と、上記速度と上記
速度フィードバックゲインとから速度フィードバック値
を演算し、上記速度フィードバック値を上記加算回路に
出力する速度フィードバック回路とを有することを特徴
とする請求項1または2に記載の操作フィーリング呈示
装置。
3. A speed detector for detecting the speed of the operating tool, speed feedback gain calculating means for calculating a speed feedback gain from the displacement, and a speed feedback value from the speed and the speed feedback gain, The operation feeling presenting apparatus according to claim 1, further comprising a speed feedback circuit that outputs the speed feedback value to the adding circuit.
【請求項4】上記操作具の力を検出する力検出器と、上
記変位から力フィードバックゲインを演算する力フィー
ドバックゲイン演算手段と、上記力と上記力フィードバ
ックゲインとから力フィードバック値を演算し、上記力
フィードバック値を上記加算回路に出力する力フィード
バック回路とを有することを特徴とする請求項1、2ま
たは3に記載の操作フィーリング呈示装置。
4. A force detector for detecting the force of the operating tool, a force feedback gain calculating means for calculating a force feedback gain from the displacement, and a force feedback value from the force and the force feedback gain. The operation feeling presenting device according to claim 1, 2 or 3, further comprising a force feedback circuit that outputs the force feedback value to the adder circuit.
【請求項5】上記操作具の加速度を検出する加速度検出
器と、上記変位から加速度フィードバックゲインを演算
する加速度フィードバックゲイン演算手段と、上記加速
度と上記加速度フィードバックゲインとから加速度フィ
ードバック値を演算し、上記加速度フィードバック値を
上記加算回路に出力する加速度フィードバック回路とを
有することを特徴とする請求項1、2または3に記載の
操作フィーリング呈示装置。
5. An acceleration detector for detecting the acceleration of the operation tool, an acceleration feedback gain calculation means for calculating an acceleration feedback gain from the displacement, and an acceleration feedback value from the acceleration and the acceleration feedback gain. The operation feeling presenting apparatus according to claim 1, 2 or 3, further comprising: an acceleration feedback circuit that outputs the acceleration feedback value to the adding circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003293798A (en) * 2002-03-29 2003-10-15 Mazda Motor Corp Pedaling force characteristic control device
KR100448720B1 (en) * 2002-05-07 2004-09-13 (주)한국비이피 Eddy Current Exciter Controller

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