力覚付与型入力装置及び力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法
【課題】中立センサ等の追加的な構成を必要とせずに、操作レバーの中立復帰を確実に行う力覚付与型入力装置及びその自動中立復帰方法を提供する。
【解決手段】力覚付与型入力装置は、操作レバー（１１）と、操作レバーに力を付与するモータ（３１，３６）と、モータの回転を検出する回転センサ（３２，３７）と、操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出部（３３，３８）と、回転センサからの出力に基づきモータをフィードバック制御する制御部（２）とを備える。制御部は、電源投入時に操作レバーを一の方向に回動させ、エッジ検出手段部が操作レバーの第１エッジを検出したとき操作レバーを回動反転させ、エッジ検出手段部が第２エッジを検出したとき再び回動反転動させ、その後回転センサが操作レバーのハーフストロークに対応するパルスを出力したとき回動を停止して中立位置に復帰させる。
【解決手段】力覚付与型入力装置は、操作レバー（１１）と、操作レバーに力を付与するモータ（３１，３６）と、モータの回転を検出する回転センサ（３２，３７）と、操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出部（３３，３８）と、回転センサからの出力に基づきモータをフィードバック制御する制御部（２）とを備える。制御部は、電源投入時に操作レバーを一の方向に回動させ、エッジ検出手段部が操作レバーの第１エッジを検出したとき操作レバーを回動反転させ、エッジ検出手段部が第２エッジを検出したとき再び回動反転動させ、その後回転センサが操作レバーのハーフストロークに対応するパルスを出力したとき回動を停止して中立位置に復帰させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジョイスティック等の操作レバーに付与する反力を電子的に制御することにより操作者に力覚を生じさせる力覚付与型入力装置、及び力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法に関し、特に操作レバーを自動的に中立位置に復帰させる自動中立復帰手段を備えた力覚付与型入力装置、及び力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両においては、カーナビやエアコン等の操作を運転席内で行うため、ジョイスティックやスライドノブ等の操作レバーを有する入力装置が備えられている。従来の入力装置においては、操作レバーを常時、中立位置に戻す方向に力を作用させるリターンスプリング等の復帰手段が備えられ、かかる機械的な復帰手段により、操作者が操作レバーから手を離したときに自動的に操作部を中立位置に復帰させている。
【０００３】
近年では、操作レバーにクリック感を生じさせたり、あるいは所定の操作位置に操作レバーを引き込む等の反力制御を付与して操作者に操作支援を行う力覚付与型入力装置が普及している（例えば特許文献１参照）。かかる力覚付与型入力装置は、操作レバーに外力を作用させる電動モータである駆動手段と、駆動手段に連結して回転角を検出する検出手段と、検出手段からの出力に基づき駆動手段への駆動電流をフィードバック制御する制御手段とを備えている。さらに、電源投入時に操作レバーを中立位置に復帰させるためには、その基準となる中立位置を検出する必要があり、そのための中立センサが備えられる入力装置も開示されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３２３２５号 公報
【特許文献２】特開平１０−２８３１１１号 公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の自動復帰手段が備えられた力覚付与型入力装置において、駆動手段の回転角を検出する検出手段がロータリエンコーダである場合には、電源投入時にロータリエンコーダのパルスがリセットされるため、操作レバーを中立位置に復帰するためには上述した特許文献２に開示されるような中立センサが必要となる。一方、検出手段として駆動手段の絶対角を検出する角度センサを採用した場合でも、操作レバーのフルストロークに対する駆動手段（電動モータ）の回転角が３６０度を超える場合には、角度センサの出力が周期的となるため、電源投入時の操作レバーの位置を角度センサの出力に基づいて特定することができない。したがって、結局、中立センサ等の追加的な構成なしには操作レバーを自動的に中立位置に復帰させることは困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、中立センサ等の追加的な構成を必要とせずに操作レバーの中立復帰を確実に行うことができる力覚付与型入力装置及び自動中立復帰方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため本発明に係る力覚付与型入力装置は、操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、電源投入時に前記駆動手段により前記操作レバーを一の方向に駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第１の最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段により前記操作レバーを他の方向に反転駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第２の最大ストローク位置を検出したとき前記操作レバーの前記第１の最大ストローク位置から前記第２の最大ストローク位置までの駆動に対応するパルス信号を前記検出手段が出力した場合に整合性があると判断し、当該整合性がある場合に前記駆動手段により前記操作レバーを再び前記一の方向に駆動させ、前記検出手段が前記操作レバーの前記第２の最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段による駆動を停止して前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える。
【０００８】
［２］また、本発明に係る力覚付与型入力装置は、操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、電源投入時に前記駆動手段により前記操作レバーを一の方向に駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段により前記操作レバーを他の方向に反転駆動させ、前記検出手段が前記操作レバーの前記最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段による駆動を停止して前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える。
【０００９】
［３］また、本発明に係る力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法は、操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法であって、電源投入時に前記駆動手段が前記操作レバーを一の方向に駆動するステップと、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段が前記操作レバーを他の方向に反転駆動するステップと、前記検出手段が前記操作レバーの前記最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段が前記操作レバーの駆動を停止するステップと、を備える。
【００１０】
［４］また、本発明に係る力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法は、操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法であって、電源投入時に前記駆動手段が前記操作レバーを一の方向に駆動するステップと、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第１の最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段が前記操作レバーを他の方向に反転駆動するステップと、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第２の最大ストローク位置を検出したとき前記操作レバーの前記第１の最大ストローク位置から前記第２の最大ストローク位置までの駆動に対応するパルス信号を前記検出手段が出力した場合に整合性があると判断するステップと、当該整合性がある場合に前記駆動手段により前記操作レバーを再び前記一の方向に駆動するステップと、前記検出手段が前記操作レバーの前記第２の最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段が前記操作レバーの駆動を停止するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電源投入時の操作レバーの中立復帰を確実に行うことができる。また、操作レバーの自動中立復帰制御を中立センサ等の追加的な構成なしに簡素な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による入力装置の構成を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態による回転センサの出力特性の例をグラフで示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態による力覚付与型入力装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態による自動中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第２の実施の形態による自動中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第３の実施の形態による回転センサの出力特性の例をグラフで示す図である。
【図７】図７は、第３の実施の形態による自動中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る力覚付与型入力装置として、車両に搭載されるカーナビ装置やエアコン装置等を遠隔操作するための力覚付与機能が付加された力覚付与型入力装置について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態による力覚付与型入力装置は、入力装置１と、制御部２とを備えている。
【００１４】
（第１の実施の形態による力覚付与型入力装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態による入力装置１の構成を示す外観斜視図である。この入力装置１は、ＸＹの任意の方向へ回動操作可能な操作レバー１１を備えている。操作レバー１１は、円柱状の金属部材から形成され、そのシャフトが互いに直交するように設けられた第１キャリッジ１２及び第２キャリッジ１３の各長孔を貫通している。
【００１５】
第１キャリッジ１２は、四角形の管状の部材からなり、操作レバー１１を長孔の長手方向（Ｘ方向）に沿って回動可能に枢着するＸ軸１４と、Ｘ軸１４に直交する方向（Ｙ方向）において２つの外壁から左右に突出するＹ軸１５とを備えている。各Ｙ軸１５は、第１キャリッジ１２の両外壁に一体に形成され、Ｙ軸１５の各両端部にベアリング１６が嵌着されている。ベアリング１６がベアリングホルダ１７を介して、入力装置１の図示しないフレームに固定されることにより、第１キャリッジ１２は当該フレームに対しＹ軸１５を中心に回動可能に枢着されている。
【００１６】
第２キャリッジ１３は、操作レバー１１が貫通している長孔が形成される平板部と、当該平板部と直交するアーム部とが一体形成される外形Ｌ字状の部材から構成されている。第２キャリッジ１３の長孔は、Ｙ方向に沿って長く形成され、操作レバー１１のＹ方向への回動を許容する一方で、Ｘ方向の回動に対しては第２キャリッジ１３を揺動させるように形成されている。
【００１７】
上面部に四角形の開口を有する箱状の部材であるゲートブロック２０は、操作レバー１１の操作範囲を所定の回動範囲に制限するために設けられている。すなわち、ゲートブロック２０の開口内部には、操作レバー１１の基端部が挿入され、操作レバー１１の最大ストローク（エッジ）の位置で当該基端部がゲートブロック２０の内壁に当接することにより、それ以上の操作レバー１１の回動を規制している。
【００１８】
また、入力装置１は、２つのセクターギア２１，２６と、検出手段としての２つの回転センサ３２，３７と、駆動手段としての電動トルクモータであるＸモータ３１及びＹモータ３６とを備えている。セクターギア２１，２６は、それぞれ扇状の基端部に回動軸が設けられ、その回動軸を中心とする同一半径の周面部にギア歯２１ａ，２６ａが形成されている。
【００１９】
第１のセクターギア２１は、入力装置１の図示しないフレームにその回動軸が枢着されて回動可能であるとともに、第２キャリッジ１３のアーム部が同軸に連結している。第１のセクターギア２１のギア歯２１ａには、Ｘモータ３１のモータギア３１ａが噛合している。また、モータギア３１ａに連結して、Ｘモータ３１の回転を検出する回転センサ３２が設けられている。
【００２０】
第２のセクターギア２６は、その回動軸が第１キャリッジ１２の一方のＹ軸１５に連結している。また、第２のセクターギア２６のギア歯２６ａには、Ｙモータ３６のモータギア３６ａが噛合している。さらに、モータギア３６ａには、Ｙモータ３６の回転を検出する回転センサ３７が連結して設けられている。
【００２１】
すなわち、操作者が操作レバー１１をＸ方向に回動操作すると、第２キャリッジ１３が連動して揺動し、第２キャリッジ１３に軸を一にして連結するセクターギア２１が回動する。これに伴いセクターギア２１のギア歯２１ａに噛合するモータギア３１ａが回転するので、その回転角に基づいて回転センサ３２により操作レバー１１のＸ方向における回動操作が検出される。同様に、操作レバー１１がＹ方向に回動操作されると、第１キャリッジ１２が揺動して連結するセクターギア２６が回動する。これに伴いセクターギア２６のギア歯２６ａに噛合するモータギア３６ａが回転し、その回転角に基づいて回転センサ３７により操作レバー１１のＹ方向における回動操作が検出される。
【００２２】
ここで、２つの回転センサ３２，３７は、Ｘモータ３１及びＹモータ３６の回転方向に応じて異なる位相の２つのパルスを積分（インクリメント）することで、入力されるＸモータ３１、Ｙモータ３６及びセクターギア２１，２６の回転方向と回転量を検出する。
【００２３】
図２は、回転センサ３２による出力特性の例をグラフで示す図である。この例では、操作レバー１１がＸ方向における右側の第１エッジと左側の第２エッジの間のフルストロークの検出範囲において、Ｘモータ３１が１回転以上（約４回転弱）回転する。そのため、操作レバー１１の中立位置（０°）を基準に操作レバー１１を左右方向のエッジまで回動操作すると、Ｘモータ３１が３６０°回転した時に回転センサ３２の出力が一旦、リセット（０Ｖ）される。なお、図示はしないがもう１つの回転センサ３７も同一の特性を有する。
【００２４】
また、回転センサ３２，３７の検出方式としては、フォトディテクタを用いた光式または磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた磁気式のいずれでもよい。また、パルスを積分して出力するインクリメント型に限らず、ロータリエンコーダ等のパルス出力型のセンサであってもよい。
【００２５】
さらに、Ｘモータ３１に駆動電流が供給されると、モータギア３１ａ、セクターギア２１及び第２キャリッジ１３を介して操作レバー１１をＸ方向に回動させるトルクが伝達される。同様にＹモータ３６に駆動電流が供給されると、モータギア３６ａ、セクターギア２６及び第１キャリッジ１２を介して操作レバー１１をＹ方向に回動させるトルクが伝達される。次に説明する制御部２は、Ｘモータ３１及びＹモータ３６に駆動電流を供給し、回転センサ３２，３７が検出する回転角に基づきフィードバック制御することにより、所望の反力を操作レバー１１に付与する力覚制御を行う。
【００２６】
図３は、本実施の形態による力覚付与型入力装置のシステム構成を示すブロック図である。制御部２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制御処理を実行する電子制御ユニットとして構成される。
【００２７】
制御部２には、Ｘモータ３１、回転センサ３２、Ｘエッジ検出部３３、Ｙモータ３６、回転センサ３７、Ｙエッジ検出部３８が接続されている。Ｘエッジ検出部３３は、操作レバー１１のＸ方向における両端の最大ストローク位置（第１及び第２エッジ）を検出する手段であり、Ｙエッジ検出部３８は、操作レバー１１のＹ方向における最大ストローク位置を検出する手段である。
【００２８】
具体的には、Ｘエッジ検出部３３は、例えばＸモータ３１の過負荷状態を検出する過負荷検出手段として構成される。すなわち、操作レバー１１が最大ストローク位置にあるときにはその基端部がゲートブロック２０の内壁に当接し規制されているため、回転センサ３２の出力を目標値とするフィードバック制御をする際にＸモータ３１への駆動電流が過電流指令となる。つまり、Ｘエッジ検出部３３は、Ｘモータ３１の駆動電流が過電流状態のときに過負荷を検出して、操作レバー１１が最大ストローク位置（エッジ）にあると判定する。なお、Ｙエッジ検出部３８も同様にＹモータ３６の過負荷を検出する過負荷検出手段として構成され、操作レバー１１のＹ方向における最大ストローク位置（エッジ）を検出する。
【００２９】
また、Ｘエッジ検出部３３及びＹエッジ検出部３８の他の実施の形態としては、操作レバー１１のゲートブロック２０への接触を直接的に検出する機械接点スイッチ、又は操作レバー１１による光の遮断若しくは反射を検出する光センサ等により構成されるものでもよい。
【００３０】
（第１の実施の形態による力覚付与型入力装置の動作）
次に、第１の実施の形態の力覚付与型入力装置による中立復帰の動作を説明する。図４は、電源投入時に制御部２のＣＰＵが操作レバー１１を自動的に中立位置に復帰させる制御動作を示すフローチャートである。ここでは、図４のフローチャートに基づいてＸ方向における中立復帰の動作を説明するが、実際の制御ではＹ方向における復帰動作も同じ方法で同時に又は連続して行われる。
【００３１】
はじめに、入力装置１に電源が投入されると、制御部２はＸモータ３１を駆動して操作レバー１１を例えば右方向に回動させる（ステップＳ１０）。
【００３２】
制御部２は、Ｘエッジ検出部３３により、操作レバー１１が右側の第１エッジに到達したと判断すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１を駆動して操作レバー１１を左方向に反転して回動させる（ステップＳ１２）。
【００３３】
続いて、制御部２は、回転センサ３２からの出力を受けながらパルスをカウントする。このとき、制御部２は、操作レバー１１のフルストローク範囲で出力する回転センサ３２のパルス数（予め定数としてメモリに記憶されている積算出力量）を初期値として変数メモリＰｆにセットし、回転センサ３２から受ける出力毎に当該変数メモリＰｆをデクリメントする（ステップＳ１３）。
【００３４】
そして、制御部２は、Ｘエッジ検出部３３により操作レバー１１が左側の第２エッジに到達したことを検出すると（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、変数メモリＰｆの値がゼロか否か判断する（ステップＳ１５）。このとき、変数メモリＰｆの値がゼロ（許容誤差を含む）であれば、制御部２はステップＳ１０〜ステップＳ１４までのエッジ検出動作が整合していると判断し（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、操作レバー１１を再び右方向に反転して回動させる（ステップＳ１６）。なお、制御部２は、Ｘエッジ検出部３３が第２エッジを検出したにも関わらずステップＳ１５において変数メモリＰｆの値がゼロでないと判断したときは（ステップＳ１５：ＮＯ）、操作レバー１１が回動中に操作者の手が触れた等の何らかの外力が作用したとみなして、再びステップＳ１０からの自動復帰の処理をやり直す。
【００３５】
制御部２は、ステップＳ１６で操作レバー１１の反転を開始すると同時に、操作レバー１１のフルストロークの１／２の範囲、つまりエッジから中立位置までのハーフストロークの範囲で出力する回転センサ３２のパルス数（予め定数としてメモリに記憶されている積算出力量）を初期値として変数メモリＰｈにセットする。そして、回転センサ３２から受ける出力毎に当該変数メモリＰｈをデクリメントする（ステップＳ１７）。
【００３６】
そして、制御部２は、変数メモリＰｈの値がゼロとなったとき、操作レバー１１が中立位置に到達したと判断し（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１の回転を停止して操作レバー１１の回動を停止させる（ステップＳ１９）。
【００３７】
かかる制御部２の制御処理により、電源投入時の初期動作として操作レバー１１を正確に中立位置に復帰させることができる。
【００３８】
（第２の実施の形態による力覚付与型入力装置の動作）
次に、第２の実施の形態の力覚付与型入力装置による中立復帰の動作を説明する。図５は、第２の実施の形態の制御部２による中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。ここでは、Ｘ方向における中立復帰の動作を説明するが、実際の制御ではＹ方向における復帰動作も同じ方法で同時に又は連続して行われる。
【００３９】
図５を参照し、はじめに入力装置１に電源が投入されると、制御部２はＸモータ３１を駆動して操作レバー１１を例えば右方向に回動させる（ステップＳ２０）。
【００４０】
制御部２は、Ｘエッジ検出部３３により、操作レバー１１が右側のエッジに到達したと判断すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１を駆動して操作レバー１１を左方向に反転して回動させる（ステップＳ２２）。
【００４１】
続いて、制御部２は、回転センサ３２からの出力を受けながらパルスをカウントする。このとき、制御部２は、操作レバー１１のフルストロークの１／２の範囲、つまりエッジから中立位置までのハーフストロークの範囲で出力する回転センサ３２のパルス数（予め定数としてメモリに記憶されている積算出力量）を初期値として変数メモリＰｈにセットする。そして、回転センサ３２から受ける出力毎に当該変数メモリＰｈをデクリメントする（ステップＳ２３）。
【００４２】
そして、制御部２は、変数メモリＰｈの値がゼロとなったとき、操作レバー１１が中立位置に到達したと判断し（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１の回転を停止して操作レバー１１の回動を停止させる（ステップＳ２５）。
【００４３】
かかる制御部２の制御処理により、電源投入時の初期動作として操作レバー１１を正確に中立位置に復帰させることができる。
【００４４】
（第３の実施の形態による力覚付与型入力装置の動作）
次に、第３の実施の形態の力覚付与型入力装置による中立復帰の動作を説明する。ここで、図６は、第３の実施の形態の回転センサ３２による出力特性の例をグラフで示す図である。この例では、操作レバー１１がＸ方向における右側の第１エッジと左側の第２エッジの間のフルストロークの検出範囲において、Ｘモータ３１が約２回転弱回転する構成となっている。図示はしないがもう１つの回転センサ３７も同一の特性を有する。
【００４５】
また、第３の実施の形態による回転センサ３２，３７は、入力される回転角に応じた電圧値を出力する角度センサであり、操作レバー１１が中立位置のとき回転センサ３２，３７の出力がゼロになるように予め設定されている。また、ここでは、Ｘ方向における中立復帰の動作を説明するが、実際の制御ではＹ方向における復帰動作も同じ方法で同時に又は連続して行われる。
【００４６】
図７は、この第３の実施の形態の制御部２による中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。
【００４７】
図７を参照し、はじめに入力装置１に電源が投入されると、制御部２はＸモータ３１を駆動して操作レバー１１を例えば右方向に回動させる（ステップＳ３０）。
【００４８】
制御部２は、回転センサ３２からの出力を監視し、その出力がゼロとなったとき、操作レバー１１が中立位置に到達したと判断し（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１の回転を停止し操作レバー１１の回動を停止させて処理が終わる（ステップＳ３５）。
【００４９】
一方、制御部２は、ステップＳ３１で操作レバー１１の中立を検出できず、Ｘエッジ検出部３３によって操作レバー１１の右側のエッジへの到達を検出すると（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１を駆動して操作レバー１１を左方向に反転して回動させる（ステップＳ３３）。
【００５０】
続いて、制御部２は、回転センサ３２からの出力を監視し、その出力がゼロとなったとき、操作レバー１１が中立位置に到達したと判断する（ステップＳ３４：ＹＥＳ）。そして、Ｘモータ３１の回転を停止して操作レバー１１の回動を停止させる（ステップＳ３５）。
【００５１】
かかる制御部２の制御処理により、電源投入時の初期動作として操作レバー１１を正確に中立位置に復帰させることができる。
【００５２】
以上、本発明に好適な実施の形態を複数説明したが、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、回転センサとして磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた磁気式の構成とすれば、Ｘモータ３１が１８０°回転した時に回転センサの出力が１周期分出力されるが、このような構成にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１…入力装置、２…制御部、１１…操作レバー、１２…第１キャリッジ、１３…第２キャリッジ、１４…Ｘ軸、１５…Ｙ軸、１６…ベアリング、１７…ベアリングホルダ、２０…ゲートブロック、２１…セクターギア、２１ａ…ギア歯、２２…操作検出部、３１…Ｘモータ、３１ａ…モータギア、３２…回転センサ、３３…Ｘエッジ検出部、２６…セクターギア、２６ａ…ギア歯、３６…Ｙモータ、３６ａ…モータギア、３７…回転センサ、３８…Ｙエッジ検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジョイスティック等の操作レバーに付与する反力を電子的に制御することにより操作者に力覚を生じさせる力覚付与型入力装置、及び力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法に関し、特に操作レバーを自動的に中立位置に復帰させる自動中立復帰手段を備えた力覚付与型入力装置、及び力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両においては、カーナビやエアコン等の操作を運転席内で行うため、ジョイスティックやスライドノブ等の操作レバーを有する入力装置が備えられている。従来の入力装置においては、操作レバーを常時、中立位置に戻す方向に力を作用させるリターンスプリング等の復帰手段が備えられ、かかる機械的な復帰手段により、操作者が操作レバーから手を離したときに自動的に操作部を中立位置に復帰させている。
【０００３】
近年では、操作レバーにクリック感を生じさせたり、あるいは所定の操作位置に操作レバーを引き込む等の反力制御を付与して操作者に操作支援を行う力覚付与型入力装置が普及している（例えば特許文献１参照）。かかる力覚付与型入力装置は、操作レバーに外力を作用させる電動モータである駆動手段と、駆動手段に連結して回転角を検出する検出手段と、検出手段からの出力に基づき駆動手段への駆動電流をフィードバック制御する制御手段とを備えている。さらに、電源投入時に操作レバーを中立位置に復帰させるためには、その基準となる中立位置を検出する必要があり、そのための中立センサが備えられる入力装置も開示されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３２３２５号 公報
【特許文献２】特開平１０−２８３１１１号 公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の自動復帰手段が備えられた力覚付与型入力装置において、駆動手段の回転角を検出する検出手段がロータリエンコーダである場合には、電源投入時にロータリエンコーダのパルスがリセットされるため、操作レバーを中立位置に復帰するためには上述した特許文献２に開示されるような中立センサが必要となる。一方、検出手段として駆動手段の絶対角を検出する角度センサを採用した場合でも、操作レバーのフルストロークに対する駆動手段（電動モータ）の回転角が３６０度を超える場合には、角度センサの出力が周期的となるため、電源投入時の操作レバーの位置を角度センサの出力に基づいて特定することができない。したがって、結局、中立センサ等の追加的な構成なしには操作レバーを自動的に中立位置に復帰させることは困難であった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、中立センサ等の追加的な構成を必要とせずに操作レバーの中立復帰を確実に行うことができる力覚付与型入力装置及び自動中立復帰方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため本発明に係る力覚付与型入力装置は、操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、電源投入時に前記駆動手段により前記操作レバーを一の方向に駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第１の最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段により前記操作レバーを他の方向に反転駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第２の最大ストローク位置を検出したとき前記操作レバーの前記第１の最大ストローク位置から前記第２の最大ストローク位置までの駆動に対応するパルス信号を前記検出手段が出力した場合に整合性があると判断し、当該整合性がある場合に前記駆動手段により前記操作レバーを再び前記一の方向に駆動させ、前記検出手段が前記操作レバーの前記第２の最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段による駆動を停止して前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える。
【０００８】
［２］また、本発明に係る力覚付与型入力装置は、操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、電源投入時に前記駆動手段により前記操作レバーを一の方向に駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段により前記操作レバーを他の方向に反転駆動させ、前記検出手段が前記操作レバーの前記最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段による駆動を停止して前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える。
【０００９】
［３］また、本発明に係る力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法は、操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法であって、電源投入時に前記駆動手段が前記操作レバーを一の方向に駆動するステップと、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段が前記操作レバーを他の方向に反転駆動するステップと、前記検出手段が前記操作レバーの前記最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段が前記操作レバーの駆動を停止するステップと、を備える。
【００１０】
［４］また、本発明に係る力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法は、操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法であって、電源投入時に前記駆動手段が前記操作レバーを一の方向に駆動するステップと、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第１の最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段が前記操作レバーを他の方向に反転駆動するステップと、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第２の最大ストローク位置を検出したとき前記操作レバーの前記第１の最大ストローク位置から前記第２の最大ストローク位置までの駆動に対応するパルス信号を前記検出手段が出力した場合に整合性があると判断するステップと、当該整合性がある場合に前記駆動手段により前記操作レバーを再び前記一の方向に駆動するステップと、前記検出手段が前記操作レバーの前記第２の最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段が前記操作レバーの駆動を停止するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電源投入時の操作レバーの中立復帰を確実に行うことができる。また、操作レバーの自動中立復帰制御を中立センサ等の追加的な構成なしに簡素な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による入力装置の構成を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態による回転センサの出力特性の例をグラフで示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態による力覚付与型入力装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態による自動中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第２の実施の形態による自動中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第３の実施の形態による回転センサの出力特性の例をグラフで示す図である。
【図７】図７は、第３の実施の形態による自動中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る力覚付与型入力装置として、車両に搭載されるカーナビ装置やエアコン装置等を遠隔操作するための力覚付与機能が付加された力覚付与型入力装置について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態による力覚付与型入力装置は、入力装置１と、制御部２とを備えている。
【００１４】
（第１の実施の形態による力覚付与型入力装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態による入力装置１の構成を示す外観斜視図である。この入力装置１は、ＸＹの任意の方向へ回動操作可能な操作レバー１１を備えている。操作レバー１１は、円柱状の金属部材から形成され、そのシャフトが互いに直交するように設けられた第１キャリッジ１２及び第２キャリッジ１３の各長孔を貫通している。
【００１５】
第１キャリッジ１２は、四角形の管状の部材からなり、操作レバー１１を長孔の長手方向（Ｘ方向）に沿って回動可能に枢着するＸ軸１４と、Ｘ軸１４に直交する方向（Ｙ方向）において２つの外壁から左右に突出するＹ軸１５とを備えている。各Ｙ軸１５は、第１キャリッジ１２の両外壁に一体に形成され、Ｙ軸１５の各両端部にベアリング１６が嵌着されている。ベアリング１６がベアリングホルダ１７を介して、入力装置１の図示しないフレームに固定されることにより、第１キャリッジ１２は当該フレームに対しＹ軸１５を中心に回動可能に枢着されている。
【００１６】
第２キャリッジ１３は、操作レバー１１が貫通している長孔が形成される平板部と、当該平板部と直交するアーム部とが一体形成される外形Ｌ字状の部材から構成されている。第２キャリッジ１３の長孔は、Ｙ方向に沿って長く形成され、操作レバー１１のＹ方向への回動を許容する一方で、Ｘ方向の回動に対しては第２キャリッジ１３を揺動させるように形成されている。
【００１７】
上面部に四角形の開口を有する箱状の部材であるゲートブロック２０は、操作レバー１１の操作範囲を所定の回動範囲に制限するために設けられている。すなわち、ゲートブロック２０の開口内部には、操作レバー１１の基端部が挿入され、操作レバー１１の最大ストローク（エッジ）の位置で当該基端部がゲートブロック２０の内壁に当接することにより、それ以上の操作レバー１１の回動を規制している。
【００１８】
また、入力装置１は、２つのセクターギア２１，２６と、検出手段としての２つの回転センサ３２，３７と、駆動手段としての電動トルクモータであるＸモータ３１及びＹモータ３６とを備えている。セクターギア２１，２６は、それぞれ扇状の基端部に回動軸が設けられ、その回動軸を中心とする同一半径の周面部にギア歯２１ａ，２６ａが形成されている。
【００１９】
第１のセクターギア２１は、入力装置１の図示しないフレームにその回動軸が枢着されて回動可能であるとともに、第２キャリッジ１３のアーム部が同軸に連結している。第１のセクターギア２１のギア歯２１ａには、Ｘモータ３１のモータギア３１ａが噛合している。また、モータギア３１ａに連結して、Ｘモータ３１の回転を検出する回転センサ３２が設けられている。
【００２０】
第２のセクターギア２６は、その回動軸が第１キャリッジ１２の一方のＹ軸１５に連結している。また、第２のセクターギア２６のギア歯２６ａには、Ｙモータ３６のモータギア３６ａが噛合している。さらに、モータギア３６ａには、Ｙモータ３６の回転を検出する回転センサ３７が連結して設けられている。
【００２１】
すなわち、操作者が操作レバー１１をＸ方向に回動操作すると、第２キャリッジ１３が連動して揺動し、第２キャリッジ１３に軸を一にして連結するセクターギア２１が回動する。これに伴いセクターギア２１のギア歯２１ａに噛合するモータギア３１ａが回転するので、その回転角に基づいて回転センサ３２により操作レバー１１のＸ方向における回動操作が検出される。同様に、操作レバー１１がＹ方向に回動操作されると、第１キャリッジ１２が揺動して連結するセクターギア２６が回動する。これに伴いセクターギア２６のギア歯２６ａに噛合するモータギア３６ａが回転し、その回転角に基づいて回転センサ３７により操作レバー１１のＹ方向における回動操作が検出される。
【００２２】
ここで、２つの回転センサ３２，３７は、Ｘモータ３１及びＹモータ３６の回転方向に応じて異なる位相の２つのパルスを積分（インクリメント）することで、入力されるＸモータ３１、Ｙモータ３６及びセクターギア２１，２６の回転方向と回転量を検出する。
【００２３】
図２は、回転センサ３２による出力特性の例をグラフで示す図である。この例では、操作レバー１１がＸ方向における右側の第１エッジと左側の第２エッジの間のフルストロークの検出範囲において、Ｘモータ３１が１回転以上（約４回転弱）回転する。そのため、操作レバー１１の中立位置（０°）を基準に操作レバー１１を左右方向のエッジまで回動操作すると、Ｘモータ３１が３６０°回転した時に回転センサ３２の出力が一旦、リセット（０Ｖ）される。なお、図示はしないがもう１つの回転センサ３７も同一の特性を有する。
【００２４】
また、回転センサ３２，３７の検出方式としては、フォトディテクタを用いた光式または磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた磁気式のいずれでもよい。また、パルスを積分して出力するインクリメント型に限らず、ロータリエンコーダ等のパルス出力型のセンサであってもよい。
【００２５】
さらに、Ｘモータ３１に駆動電流が供給されると、モータギア３１ａ、セクターギア２１及び第２キャリッジ１３を介して操作レバー１１をＸ方向に回動させるトルクが伝達される。同様にＹモータ３６に駆動電流が供給されると、モータギア３６ａ、セクターギア２６及び第１キャリッジ１２を介して操作レバー１１をＹ方向に回動させるトルクが伝達される。次に説明する制御部２は、Ｘモータ３１及びＹモータ３６に駆動電流を供給し、回転センサ３２，３７が検出する回転角に基づきフィードバック制御することにより、所望の反力を操作レバー１１に付与する力覚制御を行う。
【００２６】
図３は、本実施の形態による力覚付与型入力装置のシステム構成を示すブロック図である。制御部２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制御処理を実行する電子制御ユニットとして構成される。
【００２７】
制御部２には、Ｘモータ３１、回転センサ３２、Ｘエッジ検出部３３、Ｙモータ３６、回転センサ３７、Ｙエッジ検出部３８が接続されている。Ｘエッジ検出部３３は、操作レバー１１のＸ方向における両端の最大ストローク位置（第１及び第２エッジ）を検出する手段であり、Ｙエッジ検出部３８は、操作レバー１１のＹ方向における最大ストローク位置を検出する手段である。
【００２８】
具体的には、Ｘエッジ検出部３３は、例えばＸモータ３１の過負荷状態を検出する過負荷検出手段として構成される。すなわち、操作レバー１１が最大ストローク位置にあるときにはその基端部がゲートブロック２０の内壁に当接し規制されているため、回転センサ３２の出力を目標値とするフィードバック制御をする際にＸモータ３１への駆動電流が過電流指令となる。つまり、Ｘエッジ検出部３３は、Ｘモータ３１の駆動電流が過電流状態のときに過負荷を検出して、操作レバー１１が最大ストローク位置（エッジ）にあると判定する。なお、Ｙエッジ検出部３８も同様にＹモータ３６の過負荷を検出する過負荷検出手段として構成され、操作レバー１１のＹ方向における最大ストローク位置（エッジ）を検出する。
【００２９】
また、Ｘエッジ検出部３３及びＹエッジ検出部３８の他の実施の形態としては、操作レバー１１のゲートブロック２０への接触を直接的に検出する機械接点スイッチ、又は操作レバー１１による光の遮断若しくは反射を検出する光センサ等により構成されるものでもよい。
【００３０】
（第１の実施の形態による力覚付与型入力装置の動作）
次に、第１の実施の形態の力覚付与型入力装置による中立復帰の動作を説明する。図４は、電源投入時に制御部２のＣＰＵが操作レバー１１を自動的に中立位置に復帰させる制御動作を示すフローチャートである。ここでは、図４のフローチャートに基づいてＸ方向における中立復帰の動作を説明するが、実際の制御ではＹ方向における復帰動作も同じ方法で同時に又は連続して行われる。
【００３１】
はじめに、入力装置１に電源が投入されると、制御部２はＸモータ３１を駆動して操作レバー１１を例えば右方向に回動させる（ステップＳ１０）。
【００３２】
制御部２は、Ｘエッジ検出部３３により、操作レバー１１が右側の第１エッジに到達したと判断すると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１を駆動して操作レバー１１を左方向に反転して回動させる（ステップＳ１２）。
【００３３】
続いて、制御部２は、回転センサ３２からの出力を受けながらパルスをカウントする。このとき、制御部２は、操作レバー１１のフルストローク範囲で出力する回転センサ３２のパルス数（予め定数としてメモリに記憶されている積算出力量）を初期値として変数メモリＰｆにセットし、回転センサ３２から受ける出力毎に当該変数メモリＰｆをデクリメントする（ステップＳ１３）。
【００３４】
そして、制御部２は、Ｘエッジ検出部３３により操作レバー１１が左側の第２エッジに到達したことを検出すると（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、変数メモリＰｆの値がゼロか否か判断する（ステップＳ１５）。このとき、変数メモリＰｆの値がゼロ（許容誤差を含む）であれば、制御部２はステップＳ１０〜ステップＳ１４までのエッジ検出動作が整合していると判断し（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、操作レバー１１を再び右方向に反転して回動させる（ステップＳ１６）。なお、制御部２は、Ｘエッジ検出部３３が第２エッジを検出したにも関わらずステップＳ１５において変数メモリＰｆの値がゼロでないと判断したときは（ステップＳ１５：ＮＯ）、操作レバー１１が回動中に操作者の手が触れた等の何らかの外力が作用したとみなして、再びステップＳ１０からの自動復帰の処理をやり直す。
【００３５】
制御部２は、ステップＳ１６で操作レバー１１の反転を開始すると同時に、操作レバー１１のフルストロークの１／２の範囲、つまりエッジから中立位置までのハーフストロークの範囲で出力する回転センサ３２のパルス数（予め定数としてメモリに記憶されている積算出力量）を初期値として変数メモリＰｈにセットする。そして、回転センサ３２から受ける出力毎に当該変数メモリＰｈをデクリメントする（ステップＳ１７）。
【００３６】
そして、制御部２は、変数メモリＰｈの値がゼロとなったとき、操作レバー１１が中立位置に到達したと判断し（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１の回転を停止して操作レバー１１の回動を停止させる（ステップＳ１９）。
【００３７】
かかる制御部２の制御処理により、電源投入時の初期動作として操作レバー１１を正確に中立位置に復帰させることができる。
【００３８】
（第２の実施の形態による力覚付与型入力装置の動作）
次に、第２の実施の形態の力覚付与型入力装置による中立復帰の動作を説明する。図５は、第２の実施の形態の制御部２による中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。ここでは、Ｘ方向における中立復帰の動作を説明するが、実際の制御ではＹ方向における復帰動作も同じ方法で同時に又は連続して行われる。
【００３９】
図５を参照し、はじめに入力装置１に電源が投入されると、制御部２はＸモータ３１を駆動して操作レバー１１を例えば右方向に回動させる（ステップＳ２０）。
【００４０】
制御部２は、Ｘエッジ検出部３３により、操作レバー１１が右側のエッジに到達したと判断すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１を駆動して操作レバー１１を左方向に反転して回動させる（ステップＳ２２）。
【００４１】
続いて、制御部２は、回転センサ３２からの出力を受けながらパルスをカウントする。このとき、制御部２は、操作レバー１１のフルストロークの１／２の範囲、つまりエッジから中立位置までのハーフストロークの範囲で出力する回転センサ３２のパルス数（予め定数としてメモリに記憶されている積算出力量）を初期値として変数メモリＰｈにセットする。そして、回転センサ３２から受ける出力毎に当該変数メモリＰｈをデクリメントする（ステップＳ２３）。
【００４２】
そして、制御部２は、変数メモリＰｈの値がゼロとなったとき、操作レバー１１が中立位置に到達したと判断し（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１の回転を停止して操作レバー１１の回動を停止させる（ステップＳ２５）。
【００４３】
かかる制御部２の制御処理により、電源投入時の初期動作として操作レバー１１を正確に中立位置に復帰させることができる。
【００４４】
（第３の実施の形態による力覚付与型入力装置の動作）
次に、第３の実施の形態の力覚付与型入力装置による中立復帰の動作を説明する。ここで、図６は、第３の実施の形態の回転センサ３２による出力特性の例をグラフで示す図である。この例では、操作レバー１１がＸ方向における右側の第１エッジと左側の第２エッジの間のフルストロークの検出範囲において、Ｘモータ３１が約２回転弱回転する構成となっている。図示はしないがもう１つの回転センサ３７も同一の特性を有する。
【００４５】
また、第３の実施の形態による回転センサ３２，３７は、入力される回転角に応じた電圧値を出力する角度センサであり、操作レバー１１が中立位置のとき回転センサ３２，３７の出力がゼロになるように予め設定されている。また、ここでは、Ｘ方向における中立復帰の動作を説明するが、実際の制御ではＹ方向における復帰動作も同じ方法で同時に又は連続して行われる。
【００４６】
図７は、この第３の実施の形態の制御部２による中立復帰の制御動作を示すフローチャートである。
【００４７】
図７を参照し、はじめに入力装置１に電源が投入されると、制御部２はＸモータ３１を駆動して操作レバー１１を例えば右方向に回動させる（ステップＳ３０）。
【００４８】
制御部２は、回転センサ３２からの出力を監視し、その出力がゼロとなったとき、操作レバー１１が中立位置に到達したと判断し（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１の回転を停止し操作レバー１１の回動を停止させて処理が終わる（ステップＳ３５）。
【００４９】
一方、制御部２は、ステップＳ３１で操作レバー１１の中立を検出できず、Ｘエッジ検出部３３によって操作レバー１１の右側のエッジへの到達を検出すると（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、Ｘモータ３１を駆動して操作レバー１１を左方向に反転して回動させる（ステップＳ３３）。
【００５０】
続いて、制御部２は、回転センサ３２からの出力を監視し、その出力がゼロとなったとき、操作レバー１１が中立位置に到達したと判断する（ステップＳ３４：ＹＥＳ）。そして、Ｘモータ３１の回転を停止して操作レバー１１の回動を停止させる（ステップＳ３５）。
【００５１】
かかる制御部２の制御処理により、電源投入時の初期動作として操作レバー１１を正確に中立位置に復帰させることができる。
【００５２】
以上、本発明に好適な実施の形態を複数説明したが、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、回転センサとして磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた磁気式の構成とすれば、Ｘモータ３１が１８０°回転した時に回転センサの出力が１周期分出力されるが、このような構成にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１…入力装置、２…制御部、１１…操作レバー、１２…第１キャリッジ、１３…第２キャリッジ、１４…Ｘ軸、１５…Ｙ軸、１６…ベアリング、１７…ベアリングホルダ、２０…ゲートブロック、２１…セクターギア、２１ａ…ギア歯、２２…操作検出部、３１…Ｘモータ、３１ａ…モータギア、３２…回転センサ、３３…Ｘエッジ検出部、２６…セクターギア、２６ａ…ギア歯、３６…Ｙモータ、３６ａ…モータギア、３７…回転センサ、３８…Ｙエッジ検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者に操作される操作レバーと、
前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、
前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、
前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、
電源投入時に前記駆動手段により前記操作レバーを一の方向に駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第１の最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段により前記操作レバーを他の方向に反転駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第２の最大ストローク位置を検出したとき前記操作レバーの前記第１の最大ストローク位置から前記第２の最大ストローク位置までの駆動に対応するパルス信号を前記検出手段が出力した場合に整合性があると判断し、当該整合性がある場合に前記駆動手段により前記操作レバーを再び前記一の方向に駆動させ、前記検出手段が前記操作レバーの前記第２の最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段による駆動を停止して前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置。
【請求項２】
操作者に操作される操作レバーと、
前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、
前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、
前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、
電源投入時に前記駆動手段により前記操作レバーを一の方向に駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段により前記操作レバーを他の方向に反転駆動させ、前記検出手段が前記操作レバーの前記最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段による駆動を停止して前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置。
【請求項３】
操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法であって、
電源投入時に前記駆動手段が前記操作レバーを一の方向に駆動するステップと、
前記エッジ検出手段が前記操作レバーの最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段が前記操作レバーを他の方向に反転駆動するステップと、
前記検出手段が前記操作レバーの前記最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段が前記操作レバーの駆動を停止するステップと、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法。
【請求項４】
操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法であって、
電源投入時に前記駆動手段が前記操作レバーを一の方向に駆動するステップと、
前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第１の最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段が前記操作レバーを他の方向に反転駆動するステップと、
前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第２の最大ストローク位置を検出したとき前記操作レバーの前記第１の最大ストローク位置から前記第２の最大ストローク位置までの駆動に対応するパルス信号を前記検出手段が出力した場合に整合性があると判断するステップと、
当該整合性がある場合に前記駆動手段により前記操作レバーを再び前記一の方向に駆動するステップと、
前記検出手段が前記操作レバーの前記第２の最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段が前記操作レバーの駆動を停止するステップと、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法。
【請求項１】
操作者に操作される操作レバーと、
前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、
前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、
前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、
電源投入時に前記駆動手段により前記操作レバーを一の方向に駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第１の最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段により前記操作レバーを他の方向に反転駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第２の最大ストローク位置を検出したとき前記操作レバーの前記第１の最大ストローク位置から前記第２の最大ストローク位置までの駆動に対応するパルス信号を前記検出手段が出力した場合に整合性があると判断し、当該整合性がある場合に前記駆動手段により前記操作レバーを再び前記一の方向に駆動させ、前記検出手段が前記操作レバーの前記第２の最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段による駆動を停止して前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置。
【請求項２】
操作者に操作される操作レバーと、
前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、
前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、
前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、
電源投入時に前記駆動手段により前記操作レバーを一の方向に駆動させ、前記エッジ検出手段が前記操作レバーの最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段により前記操作レバーを他の方向に反転駆動させ、前記検出手段が前記操作レバーの前記最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段による駆動を停止して前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置。
【請求項３】
操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法であって、
電源投入時に前記駆動手段が前記操作レバーを一の方向に駆動するステップと、
前記エッジ検出手段が前記操作レバーの最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段が前記操作レバーを他の方向に反転駆動するステップと、
前記検出手段が前記操作レバーの前記最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段が前記操作レバーの駆動を停止するステップと、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法。
【請求項４】
操作者に操作される操作レバーと、前記操作レバーに対し力を付与して駆動可能な駆動手段と、前記駆動手段に連結し当該駆動手段の駆動量に対応するパルス信号を出力する検出手段と、前記操作レバーの最大ストローク位置を検出するエッジ検出手段と、前記操作レバーを中立位置に復帰させる自動中立復帰手段と、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法であって、
電源投入時に前記駆動手段が前記操作レバーを一の方向に駆動するステップと、
前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第１の最大ストローク位置を検出したとき前記駆動手段が前記操作レバーを他の方向に反転駆動するステップと、
前記エッジ検出手段が前記操作レバーの第２の最大ストローク位置を検出したとき前記操作レバーの前記第１の最大ストローク位置から前記第２の最大ストローク位置までの駆動に対応するパルス信号を前記検出手段が出力した場合に整合性があると判断するステップと、
当該整合性がある場合に前記駆動手段により前記操作レバーを再び前記一の方向に駆動するステップと、
前記検出手段が前記操作レバーの前記第２の最大ストローク位置から中立位置までの駆動に対応するパルス信号を出力したとき前記駆動手段が前記操作レバーの駆動を停止するステップと、を備える力覚付与型入力装置における自動中立復帰方法。
【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２０１１−２４３１０１（Ｐ２０１１−２４３１０１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６２９２（Ｐ２０１０−１１６２９２）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【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２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【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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