シフト装置
【課題】平面上の任意の位置にスライド操作可能な操作部に対しフォースフィードバック制御を行うことで、汎用性の高い二次元スライド操作タイプのシフト装置を提供する。
【解決手段】シフト装置１は、ＸＹ平面上の任意の位置へスライド操作可能なスライド操作部２０と、スライド操作部の操作状態を検出するＸ軸及びＹ軸リニアエンコーダ１６１，１６２と、スライド操作部に力を付与するＸ軸及びＹ軸ボイスコイルモータ１４，１５とを備える。力覚制御部は、予め定められたシフトチェンジ操作の軌道である操作許容エリアの外縁部に「反力の壁」を生じさせるフォースフィードバック制御を行うことにより、軌道を逸脱するような異常なスライド操作を防止する。
【解決手段】シフト装置１は、ＸＹ平面上の任意の位置へスライド操作可能なスライド操作部２０と、スライド操作部の操作状態を検出するＸ軸及びＹ軸リニアエンコーダ１６１，１６２と、スライド操作部に力を付与するＸ軸及びＹ軸ボイスコイルモータ１４，１５とを備える。力覚制御部は、予め定められたシフトチェンジ操作の軌道である操作許容エリアの外縁部に「反力の壁」を生じさせるフォースフィードバック制御を行うことにより、軌道を逸脱するような異常なスライド操作を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作者が操作する操作部に対しフォースフィードバックによる力覚付与制御が施されるシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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デバイスが注目されている。力覚付与技術を応用した入力装置は、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、所与の条件に応じた力覚を操作者に与えるものである。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【０００５】
また、車両の自動変速機のシフトレンジ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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５８７８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１７６８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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平面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。車両のシフト装置は、シフトレバーの軌道に沿ってＲ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）またはＤ（ドライブ）等のシフトポジションが予め設定されており、例えばＤポジションからＲポジションへシフトレンジが直接切り換わるような想定外の危険なシフト操作を禁止する必要がある。つまり、従来のシフト装置では、シフトレバーの操作を一定の軌道上に機械的に規制するためのゲート等の強度部材が必要となり、汎用性を確保することができなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、平面上の任意の位置にスライド操作可能な操作部に対しフォースフィードバック制御を行うことにより、汎用性の高い二次元スライド操作タイプのシフト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］上記目的を達成するため本発明に係るシフト装置は、互いに直交する方向にそれぞれ移動可能に設けられる２つの搬送手段と、前記各搬送手段に連結して平面上の任意の位置にスライド操作し得る操作部と、前記操作部の操作状態を検出する操作検出手段と、前記各搬送手段を駆動して前記操作部に力を付与する駆動手段と、前記操作検出手段が検出する前記操作部の操作状態に基づいて前記駆動手段を制御して前記操作部に力をフィードバックする制御手段と、を備える。
【００１０】
［２］また、前記制御手段は、前記平面上の予め定められた操作領域を逸脱しないように前記駆動手段を制御して前記操作部に反力を付与する。
【００１１】
［３］また、前記操作部のスライド量と前記駆動手段が前記操作部に付与する力との連続的な関係を対応付けた力覚パターンデータを記憶する記憶手段が備えられ、前記制御手段は、前記力覚パターンデータを参照して前記フィードバックの制御を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、平面上の任意の位置に操作可能なスライドタイプの操作部に対しフォースフィードバック制御を行うことができる。これにより、二次元スライド操作タイプのシフト装置における汎用性を大きく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態によるシフト装置の機械的内部構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、シフト装置の駆動手段の１つである、Ｘ軸ボイスコイルモータの部分の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態によるシフト装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、回転モータを使用したシフト装置の別構成例で、機械的内部構成を示す図１相当の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態によるシフトポジションの配列とスライド操作部の軌道との位置関係（シフトパターン）を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態によるシフト装置において、ホームポジションを操作の原点としてスライド操作部に適用される力覚パターンを例示する図である。
【図６】図６は、スライド操作部の種々の操作経路を示す操作パターン図（ａ）〜（ｆ）である。
【図７】図７は、力覚付与型のシフト装置において、スライド操作部２０に作用する力覚パターンを例示するものであって、スライド操作部２０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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（シフト装置の構成）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態によるシフト装置１の機械的内部構成を示す斜視図である。同図に示されるように、シフト装置１は、本体部１０と、本体部１０を覆うカバー１１と、ＸＹ平面上の任意の方向へスライド操作可能なスライド操作部２０とを備えている。
【００１５】
図１（ａ）に示されるようにスライド操作部２０は、シャフト２１の先端部に取り付けられ、操作者が操作できるようにカバー１１の中央に設けられた開口部１１ａから外部に突出して設けられている。シャフト２１は、互いに直交するように設けられたＸキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２の各長孔１２１ａ，１２２ａを貫通し、支持部材１７２によりＹキャリッジ１２２に支持されている。支持部材１７２は、当該長孔１２１ａ，１２２ａの幅よりも大きい直径のフランジ部を有し、ノブシャフト２１をその軸方向において摺動可能に支持している。
【００１６】
スライド操作部２０の１つの搬送手段であるＸキャリッジ１２１は、その両端部がＸ軸スライドガイド１３１，１３１にスライド可能に支持される。同様に、Ｙキャリッジ１２２も、その両端部がＹ軸スライドガイド１３２，１３２にスライド可能に支持されている。これにより、シフト装置１は、スライド操作部２０のＸＹ方向へのスライド移動に連動して、Ｘキャリッジ１２１がそのＸ座標成分だけ移動し、Ｙキャリッジ１２２がそのＹ座標成分だけ移動するように構成されている。
【００１７】
また、シフト装置１は、操作検出手段としてＸ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２を備えている。Ｘ軸リニアエンコーダ１６１は、Ｘキャリッジ１２１の一端部に連結され、Ｙ軸リニアエンコーダ１６２は、Ｙキャリッジ１２２の一端部に連結されている。Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２は、Ｘキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２のそれぞれの移動に応じてパルス信号を出力する。このパルス信号は、エンコーダの回転方向によって位相が異なるＡ相とＢ相の２つの信号からなり、後述する力覚制御部５０がこれらのパルス信号をカウントすることにより、スライド操作部２０のＸＹ方向におけるスライド量及びスライド方向が検出される。
【００１８】
また、シフト装置１は、フォースフィードバックによる力覚制御をするために、スライド操作部２０に対し外力を付与する駆動手段としてのＸ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５を備えている。図１（ｂ）は、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４の部分の構成を示す分解斜視図である。なお、Ｙ軸ボイスコイルモータ１５もＸ軸ボイスコイルモータ１４と同様の構成である。
【００１９】
Ｘ軸ボイスコイルモータ１４は、第１アーム１４１ａ及び第２アーム１４１ｂを有する磁性材料からなるＵ字状のヨーク１４１と、第１アーム１４１ａの第２アーム１４１ｂとの対向面に配置されたマグネット１４２と、第２アーム１４１ｂに進退自在に嵌合されるボイスコイル１４３とを備え、ボイスコイル１４３に電流を供給することにより、ボイスコイル１４３に対しＸ軸方向にローレンツ力を発生させるように構成されている。また、ヨーク１４１は本体部１０に固定され、ボイスコイル１４３はＸキャリッジ１２１に連結されている。
【００２０】
以上説明したように、シフト装置１は、駆動手段としてのＸ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５が、Ｘキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２にそれぞれ連結することで、これらモータを作動させてスライド操作部２０に対しＸＹ方向に力を伝達するように構成されている。そして、次に説明する力覚制御部５０は、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２が検出するスライド操作部２０の操作状態に基づいて、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５を介してスライド操作部２０に対しフォースフィードバック制御を行う。これにより、スライド操作部２０に対するホームポジションへの自動復帰制御、及び、スライド操作部２０の操作範囲を所定の軌道のみに規制する軌道制御等の様々な目的の力覚制御を行うことが可能になる。
【００２１】
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処理を実行するマイコンユニットとして構成される。また力覚制御部５０には、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１、Ｙ軸ボイスコイルモータ１５、Ｙ軸リニアエンコーダ１６２が接続されている。力覚制御部５０は、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２の出力に基づいて、スライド操作部２０の操作状態（ＸＹ平面におけるスライド方向とスライド量）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、スライド操作部２０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。
【００２２】
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、スライド操作部２０の操作状態に応じてホームポジションへの自動復帰制御及びスライド操作部２０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データ５２を参照し、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２の出力から演算されるスライド操作部２０の操作状態に基づいて、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５への電流を制御する。これにより、力覚パターンデータ５２に応じた反力がスライド操作部２０に付与されることとなる。
【００２３】
なお、スライド操作部２０の搬送手段としては、上述のＸキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２に限定されず、例えば送りネジによりＸＹ方向にそれぞれ搬送されるＸステージ及びＹステージであってもよい。この場合、スライド操作部２０に対し外力を付与する駆動手段としては、ボイスコイルモータでなく送りネジを回転させる例えば電動回転モータが用いられる。
【００２４】
また、図３に、回転モータを使用したシフト装置の例を示す。図３は、回転モータを使用したシフト装置の別構成例で、機械的内部構成を示す図１相当の斜視図である。駆動手段として、ボイスコイルモータでなく回転モータを使用し、その他の構成は、図１、図２に示す構成と同様であるので異なる構成の部分について以下に説明する。
【００２５】
Ｘキャリッジ１２１、Ｙキャリッジ１２２は、それぞれの両端がＸ軸スライドガイド１３１とＹ軸スライドガイド１３２にそれぞれ支持されている。それぞれの一端側にはＸ軸ラックギア２３０、Ｙ軸ラックギア２３５が取付けられており、このラックギアは本体部１０側に装着されたＸ軸モータ２５０のＸ軸モータギア２６０、および、Ｙ軸モータ２５５のＹ軸モータギア２６５とそれぞれ歯合して、各モータから力覚パターンに基づいた反力を受ける。上記の反力は、２次元スライド機構およびシャフト２１を介してＸ軸モータ２５０、Ｙ軸モータ２５５からの力をスライド操作部２０に作用させて反力を呈示する。すなわち、スライド操作部２０の力覚制御を行い、操作者がシフト装置１を操作する際に適度な操作感覚を付与する。
【００２６】
図４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シフトポジションの配列とスライド操作部２０の軌道との位置関係（シフトパターン）を示す図である。本実施の形態では、スライド操作部２０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、スライド操作部２０のシフトチェンジ操作がされる軌道に沿って設定されている。
【００２７】
図４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。
【００２８】
（シフト装置によるシフトチェンジ動作）
力覚制御部５０は、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２の出力から、Ｒポジション６１、Ｎポジション６２、Ｄポジション６３、Ｈポジション６５、＋ポジション６４または−ポジション６６の何れかの位置にスライド操作部２０がシフト操作されたのを検出すると、当該ポジションへのシフトチェンジ操作を示す信号を車両の自動変速機に出力する。
【００２９】
（スライド操作部の自動復帰制御動作）
図５は、Ｈポジション６５を操作の原点としてスライド操作部２０に適用され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。ここでは一例として、図５（ａ）に示される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方向へのスライド操作（ＹＨ＋〜ＹＨ−）と、第３の操作許容エリア６７ｃに沿うＸ方向へのスライド操作（ＸＨ＋〜ＸＨ−）を考える。
【００３０】
図５（ｂ）は、スライド操作部２０のＹ方向へのスライド量（ＹＨ＋〜ＹＨ−）を縦軸として、これに対するＹ軸ボイスコイルモータ１５に生じさせる出力との関係（ＹＨ軸における力覚パターン）を示すグラフである。
【００３１】
図５（ｂ）の力覚パターンによると、スライド操作部２０のＹ方向へのスライド位置がＹＨ＋側にあるとき、これとは逆向き（下方向）の反力がスライド操作部２０に作用するようにＹ軸ボイスコイルモータ１５の出力が制御される。また、スライド操作部２０のスライド位置がＹＨ−側にあるとき、これとは逆向き（上方向）の反力がスライド操作部２０に作用するようにＹ軸ボイスコイルモータ１５の出力が制御される。したがって、第２の操作許容エリア６７ｂにあるスライド操作部２０には、Ｈポジション６５を中心に自動復帰（モーメンタリ動作）する方向に力が作用する。
【００３２】
図５（ｃ）は、スライド操作部２０のＸ方向へのスライド量（ＸＨ＋〜ＸＨ−）を横軸として、これに対するＸ軸ボイスコイルモータ１４に生じさせる出力との関係（ＸＨ軸における力覚パターン）を示すグラフである。図５（ｃ）によれば、スライド操作部２０のスライド位置がＸＨ＋側にあるとき、これとは逆向き（左方向）の反力がスライド操作部２０に作用するようにＸ軸ボイスコイルモータ１４の出力が制御される。したがって、第３の操作許容エリア６７ｃにあるスライド操作部２０には、Ｈポジション６５に自動復帰（モーメンタリ動作）する方向に反力が作用する。
【００３３】
（スライド操作部の軌道制御動作）
また、図５（ｂ）によれば、スライド操作部２０が＋ポジション６４よりもＹＨ＋側、または−ポジション６６よりもＹＨ−側へのスライド操作に対しては、Ｙ軸ボイスコイルモータ１５の出力が最大（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から更に下へスライド操作部２０をスライドさせようとしても、スライド操作部２０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を逸脱するようなスライド操作が防止される。
【００３４】
また、図５（ｃ）によれば、スライド操作部２０がＮポジション６２よりもＸＨ＋側、またはＨポジション６５よりもＸＨ−側へのスライド操作に対しては、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４の出力が最大（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、操作者がスライド操作部２０をＮポジション６２から更に右へ、またはＨポジション６５から更に左へスライドさせようとしても、スライド操作部２０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スライド操作が防止される。
【００３５】
（実施の形態による効果）
本発明の実施の形態によれば、以下の技術的な効果が奏される。
［１］スライド操作部２０の操作可能範囲内において、各シフトポジションが配列されるシフトチェンジ操作の軌道に沿ってスライド操作部２０の操作許容エリア６７を設定した。この操作許容エリア６７の外縁部に、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５の出力が最大となる「反力の壁」をフォースフィードバック制御により生じさせたことにより、シフトチェンジの軌道を逸脱するようなスライド操作部２０への異常な操作を防止することができる。
［２］また、上述の「反力の壁」を無理やり超えて軌道を飛び越えるような想定外の危険なスライド操作に対しては、当該操作を無効とし及び警告等の異常処理で対処することができる。これにより、異常なスライド操作に対する安全性を確保することができる。
［３］また、スライド操作部２０の操作許容範囲（軌道）を電子的なフォースフィードバック制御により任意に定めることができ、本発明の技術的思想を車両のシフト装置以外にも様々な用途及び目的の操作入力装置に応用することができる。したがって、二次元スライド操作タイプの操作入力装置の汎用性を大きく高めることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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６は、スライド操作部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。
【００３８】
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５に示す力覚パターンは、ＹＨ＋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、スライド操作部２０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、スライド操作部２０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。
【００３９】
これに対して、本実施の形態において、スライド操作部２０をステーショナリ動作で制御することも可能である。図７は、シフト装置１において、スライド操作部２０に作用する力覚パターンを例示するものであって、スライド操作部２０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７（ｂ）のＹＨ＋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、スライド操作部２０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、スライド操作部２０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５で示す力覚パターンを図７に示すような力覚パターンに変更することにより、スライド操作部２０のステーショナリ動作での制御も対応可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…シフト装置、１０…本体部、１１…カバー、１１ａ…開口部、１４…Ｘ軸ボイスコイルモータ、１５…Ｙ軸ボイスコイルモータ、２０…スライド操作部、２１…シャフト、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、７０…安全管理装置、
１２１…Ｘキャリッジ、１２１ａ…長孔、１２２…Ｙキャリッジ、１２２ａ…長孔、１３１…Ｘ軸スライドガイド、１３２…Ｙ軸スライドガイド、１４１…ヨーク、１４１ａ…第１アーム、１４１ｂ…第２アーム、１４２…マグネット、１４３…ボイスコイル、１６１…Ｘ軸リニアエンコーダ、１６２…Ｙ軸リニアエンコーダ、１７２…支持部材
２３０…Ｘ軸ラックギア、２３５…Ｙ軸ラックギア、２５０…Ｘ軸モータ、２５５…Ｙ軸モータ、２６０…Ｘ軸モータギア、２６５…Ｙ軸モータギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作者が操作する操作部に対しフォースフィードバックによる力覚付与制御が施されるシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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デバイスが注目されている。力覚付与技術を応用した入力装置は、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、所与の条件に応じた力覚を操作者に与えるものである。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【０００５】
また、車両の自動変速機のシフトレンジ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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５８７８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１７６８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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平面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。車両のシフト装置は、シフトレバーの軌道に沿ってＲ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）またはＤ（ドライブ）等のシフトポジションが予め設定されており、例えばＤポジションからＲポジションへシフトレンジが直接切り換わるような想定外の危険なシフト操作を禁止する必要がある。つまり、従来のシフト装置では、シフトレバーの操作を一定の軌道上に機械的に規制するためのゲート等の強度部材が必要となり、汎用性を確保することができなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、平面上の任意の位置にスライド操作可能な操作部に対しフォースフィードバック制御を行うことにより、汎用性の高い二次元スライド操作タイプのシフト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］上記目的を達成するため本発明に係るシフト装置は、互いに直交する方向にそれぞれ移動可能に設けられる２つの搬送手段と、前記各搬送手段に連結して平面上の任意の位置にスライド操作し得る操作部と、前記操作部の操作状態を検出する操作検出手段と、前記各搬送手段を駆動して前記操作部に力を付与する駆動手段と、前記操作検出手段が検出する前記操作部の操作状態に基づいて前記駆動手段を制御して前記操作部に力をフィードバックする制御手段と、を備える。
【００１０】
［２］また、前記制御手段は、前記平面上の予め定められた操作領域を逸脱しないように前記駆動手段を制御して前記操作部に反力を付与する。
【００１１】
［３］また、前記操作部のスライド量と前記駆動手段が前記操作部に付与する力との連続的な関係を対応付けた力覚パターンデータを記憶する記憶手段が備えられ、前記制御手段は、前記力覚パターンデータを参照して前記フィードバックの制御を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、平面上の任意の位置に操作可能なスライドタイプの操作部に対しフォースフィードバック制御を行うことができる。これにより、二次元スライド操作タイプのシフト装置における汎用性を大きく高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施の形態によるシフト装置の機械的内部構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、シフト装置の駆動手段の１つである、Ｘ軸ボイスコイルモータの部分の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態によるシフト装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、回転モータを使用したシフト装置の別構成例で、機械的内部構成を示す図１相当の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態によるシフトポジションの配列とスライド操作部の軌道との位置関係（シフトパターン）を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態によるシフト装置において、ホームポジションを操作の原点としてスライド操作部に適用される力覚パターンを例示する図である。
【図６】図６は、スライド操作部の種々の操作経路を示す操作パターン図（ａ）〜（ｆ）である。
【図７】図７は、力覚付与型のシフト装置において、スライド操作部２０に作用する力覚パターンを例示するものであって、スライド操作部２０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。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（シフト装置の構成）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態によるシフト装置１の機械的内部構成を示す斜視図である。同図に示されるように、シフト装置１は、本体部１０と、本体部１０を覆うカバー１１と、ＸＹ平面上の任意の方向へスライド操作可能なスライド操作部２０とを備えている。
【００１５】
図１（ａ）に示されるようにスライド操作部２０は、シャフト２１の先端部に取り付けられ、操作者が操作できるようにカバー１１の中央に設けられた開口部１１ａから外部に突出して設けられている。シャフト２１は、互いに直交するように設けられたＸキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２の各長孔１２１ａ，１２２ａを貫通し、支持部材１７２によりＹキャリッジ１２２に支持されている。支持部材１７２は、当該長孔１２１ａ，１２２ａの幅よりも大きい直径のフランジ部を有し、ノブシャフト２１をその軸方向において摺動可能に支持している。
【００１６】
スライド操作部２０の１つの搬送手段であるＸキャリッジ１２１は、その両端部がＸ軸スライドガイド１３１，１３１にスライド可能に支持される。同様に、Ｙキャリッジ１２２も、その両端部がＹ軸スライドガイド１３２，１３２にスライド可能に支持されている。これにより、シフト装置１は、スライド操作部２０のＸＹ方向へのスライド移動に連動して、Ｘキャリッジ１２１がそのＸ座標成分だけ移動し、Ｙキャリッジ１２２がそのＹ座標成分だけ移動するように構成されている。
【００１７】
また、シフト装置１は、操作検出手段としてＸ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２を備えている。Ｘ軸リニアエンコーダ１６１は、Ｘキャリッジ１２１の一端部に連結され、Ｙ軸リニアエンコーダ１６２は、Ｙキャリッジ１２２の一端部に連結されている。Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２は、Ｘキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２のそれぞれの移動に応じてパルス信号を出力する。このパルス信号は、エンコーダの回転方向によって位相が異なるＡ相とＢ相の２つの信号からなり、後述する力覚制御部５０がこれらのパルス信号をカウントすることにより、スライド操作部２０のＸＹ方向におけるスライド量及びスライド方向が検出される。
【００１８】
また、シフト装置１は、フォースフィードバックによる力覚制御をするために、スライド操作部２０に対し外力を付与する駆動手段としてのＸ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５を備えている。図１（ｂ）は、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４の部分の構成を示す分解斜視図である。なお、Ｙ軸ボイスコイルモータ１５もＸ軸ボイスコイルモータ１４と同様の構成である。
【００１９】
Ｘ軸ボイスコイルモータ１４は、第１アーム１４１ａ及び第２アーム１４１ｂを有する磁性材料からなるＵ字状のヨーク１４１と、第１アーム１４１ａの第２アーム１４１ｂとの対向面に配置されたマグネット１４２と、第２アーム１４１ｂに進退自在に嵌合されるボイスコイル１４３とを備え、ボイスコイル１４３に電流を供給することにより、ボイスコイル１４３に対しＸ軸方向にローレンツ力を発生させるように構成されている。また、ヨーク１４１は本体部１０に固定され、ボイスコイル１４３はＸキャリッジ１２１に連結されている。
【００２０】
以上説明したように、シフト装置１は、駆動手段としてのＸ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５が、Ｘキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２にそれぞれ連結することで、これらモータを作動させてスライド操作部２０に対しＸＹ方向に力を伝達するように構成されている。そして、次に説明する力覚制御部５０は、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２が検出するスライド操作部２０の操作状態に基づいて、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５を介してスライド操作部２０に対しフォースフィードバック制御を行う。これにより、スライド操作部２０に対するホームポジションへの自動復帰制御、及び、スライド操作部２０の操作範囲を所定の軌道のみに規制する軌道制御等の様々な目的の力覚制御を行うことが可能になる。
【００２１】
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処理を実行するマイコンユニットとして構成される。また力覚制御部５０には、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１、Ｙ軸ボイスコイルモータ１５、Ｙ軸リニアエンコーダ１６２が接続されている。力覚制御部５０は、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２の出力に基づいて、スライド操作部２０の操作状態（ＸＹ平面におけるスライド方向とスライド量）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、スライド操作部２０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。
【００２２】
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、スライド操作部２０の操作状態に応じてホームポジションへの自動復帰制御及びスライド操作部２０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データ５２を参照し、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２の出力から演算されるスライド操作部２０の操作状態に基づいて、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５への電流を制御する。これにより、力覚パターンデータ５２に応じた反力がスライド操作部２０に付与されることとなる。
【００２３】
なお、スライド操作部２０の搬送手段としては、上述のＸキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２に限定されず、例えば送りネジによりＸＹ方向にそれぞれ搬送されるＸステージ及びＹステージであってもよい。この場合、スライド操作部２０に対し外力を付与する駆動手段としては、ボイスコイルモータでなく送りネジを回転させる例えば電動回転モータが用いられる。
【００２４】
また、図３に、回転モータを使用したシフト装置の例を示す。図３は、回転モータを使用したシフト装置の別構成例で、機械的内部構成を示す図１相当の斜視図である。駆動手段として、ボイスコイルモータでなく回転モータを使用し、その他の構成は、図１、図２に示す構成と同様であるので異なる構成の部分について以下に説明する。
【００２５】
Ｘキャリッジ１２１、Ｙキャリッジ１２２は、それぞれの両端がＸ軸スライドガイド１３１とＹ軸スライドガイド１３２にそれぞれ支持されている。それぞれの一端側にはＸ軸ラックギア２３０、Ｙ軸ラックギア２３５が取付けられており、このラックギアは本体部１０側に装着されたＸ軸モータ２５０のＸ軸モータギア２６０、および、Ｙ軸モータ２５５のＹ軸モータギア２６５とそれぞれ歯合して、各モータから力覚パターンに基づいた反力を受ける。上記の反力は、２次元スライド機構およびシャフト２１を介してＸ軸モータ２５０、Ｙ軸モータ２５５からの力をスライド操作部２０に作用させて反力を呈示する。すなわち、スライド操作部２０の力覚制御を行い、操作者がシフト装置１を操作する際に適度な操作感覚を付与する。
【００２６】
図４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シフトポジションの配列とスライド操作部２０の軌道との位置関係（シフトパターン）を示す図である。本実施の形態では、スライド操作部２０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、スライド操作部２０のシフトチェンジ操作がされる軌道に沿って設定されている。
【００２７】
図４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。
【００２８】
（シフト装置によるシフトチェンジ動作）
力覚制御部５０は、Ｘ軸リニアエンコーダ１６１及びＹ軸リニアエンコーダ１６２の出力から、Ｒポジション６１、Ｎポジション６２、Ｄポジション６３、Ｈポジション６５、＋ポジション６４または−ポジション６６の何れかの位置にスライド操作部２０がシフト操作されたのを検出すると、当該ポジションへのシフトチェンジ操作を示す信号を車両の自動変速機に出力する。
【００２９】
（スライド操作部の自動復帰制御動作）
図５は、Ｈポジション６５を操作の原点としてスライド操作部２０に適用され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。ここでは一例として、図５（ａ）に示される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方向へのスライド操作（ＹＨ＋〜ＹＨ−）と、第３の操作許容エリア６７ｃに沿うＸ方向へのスライド操作（ＸＨ＋〜ＸＨ−）を考える。
【００３０】
図５（ｂ）は、スライド操作部２０のＹ方向へのスライド量（ＹＨ＋〜ＹＨ−）を縦軸として、これに対するＹ軸ボイスコイルモータ１５に生じさせる出力との関係（ＹＨ軸における力覚パターン）を示すグラフである。
【００３１】
図５（ｂ）の力覚パターンによると、スライド操作部２０のＹ方向へのスライド位置がＹＨ＋側にあるとき、これとは逆向き（下方向）の反力がスライド操作部２０に作用するようにＹ軸ボイスコイルモータ１５の出力が制御される。また、スライド操作部２０のスライド位置がＹＨ−側にあるとき、これとは逆向き（上方向）の反力がスライド操作部２０に作用するようにＹ軸ボイスコイルモータ１５の出力が制御される。したがって、第２の操作許容エリア６７ｂにあるスライド操作部２０には、Ｈポジション６５を中心に自動復帰（モーメンタリ動作）する方向に力が作用する。
【００３２】
図５（ｃ）は、スライド操作部２０のＸ方向へのスライド量（ＸＨ＋〜ＸＨ−）を横軸として、これに対するＸ軸ボイスコイルモータ１４に生じさせる出力との関係（ＸＨ軸における力覚パターン）を示すグラフである。図５（ｃ）によれば、スライド操作部２０のスライド位置がＸＨ＋側にあるとき、これとは逆向き（左方向）の反力がスライド操作部２０に作用するようにＸ軸ボイスコイルモータ１４の出力が制御される。したがって、第３の操作許容エリア６７ｃにあるスライド操作部２０には、Ｈポジション６５に自動復帰（モーメンタリ動作）する方向に反力が作用する。
【００３３】
（スライド操作部の軌道制御動作）
また、図５（ｂ）によれば、スライド操作部２０が＋ポジション６４よりもＹＨ＋側、または−ポジション６６よりもＹＨ−側へのスライド操作に対しては、Ｙ軸ボイスコイルモータ１５の出力が最大（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から更に下へスライド操作部２０をスライドさせようとしても、スライド操作部２０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を逸脱するようなスライド操作が防止される。
【００３４】
また、図５（ｃ）によれば、スライド操作部２０がＮポジション６２よりもＸＨ＋側、またはＨポジション６５よりもＸＨ−側へのスライド操作に対しては、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４の出力が最大（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、操作者がスライド操作部２０をＮポジション６２から更に右へ、またはＨポジション６５から更に左へスライドさせようとしても、スライド操作部２０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スライド操作が防止される。
【００３５】
（実施の形態による効果）
本発明の実施の形態によれば、以下の技術的な効果が奏される。
［１］スライド操作部２０の操作可能範囲内において、各シフトポジションが配列されるシフトチェンジ操作の軌道に沿ってスライド操作部２０の操作許容エリア６７を設定した。この操作許容エリア６７の外縁部に、Ｘ軸ボイスコイルモータ１４及びＹ軸ボイスコイルモータ１５の出力が最大となる「反力の壁」をフォースフィードバック制御により生じさせたことにより、シフトチェンジの軌道を逸脱するようなスライド操作部２０への異常な操作を防止することができる。
［２］また、上述の「反力の壁」を無理やり超えて軌道を飛び越えるような想定外の危険なスライド操作に対しては、当該操作を無効とし及び警告等の異常処理で対処することができる。これにより、異常なスライド操作に対する安全性を確保することができる。
［３］また、スライド操作部２０の操作許容範囲（軌道）を電子的なフォースフィードバック制御により任意に定めることができ、本発明の技術的思想を車両のシフト装置以外にも様々な用途及び目的の操作入力装置に応用することができる。したがって、二次元スライド操作タイプの操作入力装置の汎用性を大きく高めることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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６は、スライド操作部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。
【００３８】
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５に示す力覚パターンは、ＹＨ＋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、スライド操作部２０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、スライド操作部２０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。
【００３９】
これに対して、本実施の形態において、スライド操作部２０をステーショナリ動作で制御することも可能である。図７は、シフト装置１において、スライド操作部２０に作用する力覚パターンを例示するものであって、スライド操作部２０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７（ｂ）のＹＨ＋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、スライド操作部２０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、スライド操作部２０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５で示す力覚パターンを図７に示すような力覚パターンに変更することにより、スライド操作部２０のステーショナリ動作での制御も対応可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…シフト装置、１０…本体部、１１…カバー、１１ａ…開口部、１４…Ｘ軸ボイスコイルモータ、１５…Ｙ軸ボイスコイルモータ、２０…スライド操作部、２１…シャフト、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、７０…安全管理装置、
１２１…Ｘキャリッジ、１２１ａ…長孔、１２２…Ｙキャリッジ、１２２ａ…長孔、１３１…Ｘ軸スライドガイド、１３２…Ｙ軸スライドガイド、１４１…ヨーク、１４１ａ…第１アーム、１４１ｂ…第２アーム、１４２…マグネット、１４３…ボイスコイル、１６１…Ｘ軸リニアエンコーダ、１６２…Ｙ軸リニアエンコーダ、１７２…支持部材
２３０…Ｘ軸ラックギア、２３５…Ｙ軸ラックギア、２５０…Ｘ軸モータ、２５５…Ｙ軸モータ、２６０…Ｘ軸モータギア、２６５…Ｙ軸モータギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する方向にそれぞれ移動可能に設けられる２つの搬送手段と、
前記各搬送手段に連結して平面上の任意の位置にスライド操作し得る操作部と、
前記操作部の操作状態を検出する操作検出手段と、
前記各搬送手段を駆動して前記操作部に力を付与する駆動手段と、
前記操作検出手段が検出する前記操作部の操作状態に基づいて前記駆動手段を制御して前記操作部に力をフィードバックする制御手段と、を備えるシフト装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記平面上の予め定められた操作許容領域を逸脱しないように前記駆動手段を制御して前記操作部に反力を付与する、請求項１に記載のシフト装置。
【請求項３】
前記操作部のスライド量と前記駆動手段が前記操作部に付与する力との連続的な関係を対応付けた力覚パターンデータを記憶する記憶手段が備えられ、前記制御手段は、前記力覚パターンデータを参照して前記フィードバックの制御を行う、請求項１又は２に記載のシフト装置。
【請求項１】
互いに直交する方向にそれぞれ移動可能に設けられる２つの搬送手段と、
前記各搬送手段に連結して平面上の任意の位置にスライド操作し得る操作部と、
前記操作部の操作状態を検出する操作検出手段と、
前記各搬送手段を駆動して前記操作部に力を付与する駆動手段と、
前記操作検出手段が検出する前記操作部の操作状態に基づいて前記駆動手段を制御して前記操作部に力をフィードバックする制御手段と、を備えるシフト装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記平面上の予め定められた操作許容領域を逸脱しないように前記駆動手段を制御して前記操作部に反力を付与する、請求項１に記載のシフト装置。
【請求項３】
前記操作部のスライド量と前記駆動手段が前記操作部に付与する力との連続的な関係を対応付けた力覚パターンデータを記憶する記憶手段が備えられ、前記制御手段は、前記力覚パターンデータを参照して前記フィードバックの制御を行う、請求項１又は２に記載のシフト装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−６６６６６（Ｐ２０１２−６６６６６Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２２１５（Ｐ２０１０−２１２２１５）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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