JPH07181113A - 操作フィーリング呈示装置 - Google Patents
操作フィーリング呈示装置Info
- 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
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- JP
- Japan
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- feedback
- displacement
- force
- speed
- operation feeling
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 呈示される特性を自然にし、また任意の操作
フィーリングを呈示する。 【構成】 操作具１４にロードセル１５を設け、操作具
１４に渦電流式変位センサ１６を設け、操作具１４にボ
イスコイルモータ２２を設け、ロードセル１５に力フィ
ードバック回路６を接続し、渦電流式変位センサ１６に
微分器１１、速度フィードバック回路７を接続し、渦電
流式変位センサ１６に変位フィードバック回路８を接続
し、渦電流式変位センサ１６に微分器１２、コンパレー
タ１３、速度方向フィードバック回路９を接続し、渦電
流式変位センサ１６にコンピュータ１０を接続し、フィ
ードバック回路６〜９、コンピュータ１０に加算回路２
０を接続し、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を接続する。
フィーリングを呈示する。 【構成】 操作具１４にロードセル１５を設け、操作具
１４に渦電流式変位センサ１６を設け、操作具１４にボ
イスコイルモータ２２を設け、ロードセル１５に力フィ
ードバック回路６を接続し、渦電流式変位センサ１６に
微分器１１、速度フィードバック回路７を接続し、渦電
流式変位センサ１６に変位フィードバック回路８を接続
し、渦電流式変位センサ１６に微分器１２、コンパレー
タ１３、速度方向フィードバック回路９を接続し、渦電
流式変位センサ１６にコンピュータ１０を接続し、フィ
ードバック回路６〜９、コンピュータ１０に加算回路２
０を接続し、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を接続する。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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)・
Ｋd}(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。
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)・
Ｋd}(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。
【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。
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。
【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。
は次式のようになる。
【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。
る。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
すブロック図である。
【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。
外観図である。
【図３】実物の操作具をモデル化したものを示す図であ
る。
る。
【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。
概念図である。
【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。
いた可変操作フィーリング車を示す概略図である。
【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。
操作フィーリング装置を示す斜視図である。
【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。
レバー操作フィーリング呈示装置を示す斜視図である。
【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。
リング操作フィーリング呈示装置を示す斜視図である。
【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。
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。
【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。
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１１】操作具の変位と粘性との関係を示すグラフで
ある。
ある。
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
Claims (5)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32387393A JPH07181113A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 操作フィーリング呈示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32387393A JPH07181113A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 操作フィーリング呈示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07181113A true JPH07181113A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18159555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32387393A Pending JPH07181113A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 操作フィーリング呈示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07181113A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003293798A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Mazda Motor Corp | 踏力特性制御装置 |
| KR100448720B1 (ko) * | 2002-05-07 | 2004-09-13 | (주)한국비이피 | 이시 익사이터 컨트롤러 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32387393A patent/JPH07181113A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003293798A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Mazda Motor Corp | 踏力特性制御装置 |
| KR100448720B1 (ko) * | 2002-05-07 | 2004-09-13 | (주)한국비이피 | 이시 익사이터 컨트롤러 |
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