JPH0840101A - 運転操作機器の操作力調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転者の諸要因、走行状態が変化しても人間
の感覚にあった最適な操作力を発生することが出来る運
転操作機器の操作力調節装置を提供する。 【構成】 本発明は、運転者が操作して自動車の状態を
変化させる運転操作機器の操作部１３の操作力を調節す
る操作力調節装置であって、操作部１３の操作力を変化
させる操作力調節手段５５と、操作部１３の操作力を検
出する操作力検出手段５６と、運転者の精神的要因、身
体的要因、自動車の走行要因の少なくとも２つの要因に
応じて操作部１３の操作力を決定し、決定した操作力と
操作力検出手段５６が検出した操作力とから調節量を求
めて、この調節量に応じて操作力調節手段５５を駆動す
る操作力決定手段５７とを有することを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクセル、ブレーキ等
のペダル、変速機のシフト装置、各種のスイッチ等の運
転操作機器の操作力を人間の感覚に合った最適な値に調
節するための運転操作機器の操作力調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は、特開平２−２５６５２３号公
報に記載のものと類似の変速機のシフト装置１を示す。
同図において、エンジン３に直結された自動変速機５
は、マニュアルレバー７の回動位置に応じてシフトレン
ジが切り換えられる。一方、シフト装置１は、シフトコ
ントローラ９と、このシフトコントローラ９と接続され
ると共に、ステアリングホイール１１の周辺に配置され
た操作部１３と、マニュアルレバー７の一端と連結され
たアクチュエータ１５とを備えている。コントローラ９
には、マニュアルレバー７の回動位置を検出するインヒ
ビタスイッチ１７と車速センサ１９と、スロットル開度
センサ２１とが接続されている。さらに、シフトコント
ローラ９には、イグニッションスイッチ２３とブレーキ
作動センサ２５とが接続されている。

【０００３】操作部１３は、図１７に示すように、一対
のリンク２７ａ、２７ｂを介して操作部台座２９に支持
されている。操作部台座２９は、ステアリングコラムに
支持されている。操作部１３には、操作体１４に支持ブ
ロック３１が取り付けられている。この支持ブロック３
１には、ピン３３を介して各リンク２７ａ、２７ｂの一
端部が上下方向への相対回動が可能に連結されている。
また、各リンク２７ａ、２７ｂの他端部はそれぞれボー
ル形のピボット３５を介して操作部台座２９に支承され
ている。

【０００４】一方のリンク２７ａの端部からは、アーム
３７が延出されている。このアーム３７と操作部台座２
９との間に、操作力を発生させると共に、各シフトレン
ジに操作部１３をロックする操作力発生部３９が設けら
れている。この操作力発生部３９は、操作体１４の位置
をシフトポジションＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、３、２、１に対応
した位置に位置決めする。操作部台座２９内には、ピボ
ット３５を中心として上下方向、前後方向とに湾曲した
円弧面４１が形成されている。また、アーム３７の先端
にはチェックボール４３が配置されている。チェックボ
ール４３はスプリング４５により円弧面４１側へ常時付
勢されている。この場合、操作部１３の操作力は、スプ
リング４５、チェックボール４３、円弧面４１により発
生する。

【０００５】他方のリンク２７ｂの操作部台座２９側に
扇形板４７が連接され、この扇形板４７には、ピボット
３５を中心にして６対のＡ接点４９が固定されている。
そして操作部１３が上記のように位置決めされながら１
操作ピッチずつ操作されるのに伴い、操作部台座２９に
設けられたＢ接点５１が対応する一対のＡ接点４９と順
次接触するようになっている。

【０００６】このシフト装置１では、スプリング４５、
チェックボール４３、円弧面４１により一定の操作力が
発生する操作部１３を、運転者がステアリングホイール
１１に手を掛けた状態で指先の動作により操作すること
で、シフトレンジを容易に切り換えることが出来るよう
になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
フト装置１では、操作部１３の操作力は一定であり、運
転者の精神的な状態や、身体的な条件、自動車の走行状
態が変化した場合に対して人間の感覚にあった操作力を
発生しているとは言いがたかった。

【０００８】すなわち、運転者の精神状態は、常に一定
の状態であるとは限らず、速度が速いときや、混んでい
る道路を走行しているときは緊張しており、逆に、速度
が遅く、空いている道路を走行しているときは余裕があ
り、緊張度は低くなる。この場合、操作部の操作力が一
定であっても、操作する運転者の精神状態によって、重
く感じたり、軽く感じたりする。

【０００９】また、運転者の身体的な条件において、同
じ操作力であっても、例えば体格の大きい人にとって
は、操作部の操作力が軽く感じ、逆に体格の小さい人に
とっては、操作力が重く感じたりする。

【００１０】さらに、体格の大きい人の場合でも、上記
のように、緊張しているときと余裕のあるときとでは、
同じ操作力の操作部を操作しても、そのときの操作力の
感覚は異なって感じる。

【００１１】また、自動車の走行状態によってシフト操
作を行う頻度が高いときと低いときとがある。例えば高
速道路を走行しているときと、曲りくねった道路やアッ
プダウンの激しい道路を走行しているときとではシフト
操作の頻度は異なる。このため、同じ操作力の操作部を
操作してもシフト操作を行う頻度により重く感じたり、
軽く感じたりする。

【００１２】このように、操作部１３の操作力が一定あ
っても、運転者の諸要因、走行状態が変化すると、重く
感じたり、軽く感じたりして人間の感覚に合わなくな
り、最適な操作力で操作することが出来ない。

【００１３】そこで、本発明は、運転者の諸要因、走行
状態が変化しても人間の感覚にあった最適な操作力を発
生することが出来る運転操作機器の操作力調節装置の提
供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明は、運転者が操作して自動車の状態
を変化させる運転操作機器の操作部の操作力を調節する
操作力調節装置であって、前記操作部の操作力を変化さ
せる操作力調節手段と、前記操作部の操作力を検出する
操作力検出手段と、運転者の精神的要因、身体的要因、
自動車の走行要因の少なくとも２つの要因に応じて操作
部の操作力を決定し、決定した操作力と前記操作力検出
手段が検出した操作力とから調節量を求めて、この調節
量に応じて操作力調節手段を駆動する操作力決定手段と
を有することを特徴としている。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明であって、運転操作機器の操作部が変速機のポジショ
ン切換用の操作部であることを特徴としている。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明であって、精神的要因は、車速、走行時間、単位時間
あたりにブレーキを操作する回数に応じて決定すること
を特徴としている。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明であって、身体的要因は、運転者の身長、体重、操作
部を操作するときの上肢の状態に応じて決定することを
特徴としている。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明であって、運転操作機器の操作部の操作ストロークを
調節する操作ストローク調節手段を設け、前記操作力決
定手段が決定した操作力と操作部の操作ストロークとの
積が一定の値となるように操作ストロークを決定し、操
作ストローク調節手段を駆動することを特徴としてい
る。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明であって、操作ストローク調節手段は、操作部の操作
レバーを回動自在に支持する回転支持部材と、この回転
支持部材を移動して操作レバーの回動中心を変化させる
回動中心調節部材と、回動中心調節部材を駆動する駆動
手段とからなることを特徴としている。

【００２０】

【作用】請求項１の発明によれば、運転者の精神的要
因、身体的要因、自動車の走行要因の少なくとも２つの
要因に応じて操作力決定手段は操作部の操作力を決定す
る。また、操作力決定手段は決定した操作力と操作力検
出手段により検出された操作力とから調節量を求めて、
この調節量に応じて操作力調節手段を駆動する。これに
より、人間の感覚に合った操作部の操作力を運転者の精
神的要因、身体的要因、自動車の走行要因の少なくとも
２の要因に応じて発生させることが出来る。

【００２１】請求項２の発明によれば、運転者の精神的
要因、身体的要因、自動者の走行要因の少なくとも２つ
の要因に応じて自動変速機のポジション切換用の操作部
の操作力を操作力決定手段が決定する。そして、操作力
検出手段が検出した操作力と操作力決定手段が決定した
操作力とから調節量を求めて、この調節量に応じて操作
力決定手段は操作力調節手段を駆動する。

【００２２】請求項３の発明によれば、運転者の精神的
要因を、車速、走行時間、単位時間あたりにブレーキを
操作する回数に応じて操作力決定手段が求める。すなわ
ち、車速が速いほど運転者は緊張し、精神的な負担は大
きくなる。また、走行時間が長くなるほど運転者は緊張
し精神的な負担が大きくなる。さらに、単位時間あたり
にブレーキを踏む回数が増える場合、交通密度が高いこ
と、すなわち混んでいる道路を走行していることを示し
ている。運転者は、交通密度が高くなれば緊張し精神的
な負担が大きくなる。このような条件から運転者の精神
的要因が求められて、操作部の操作力が決定される。

【００２３】請求項４の発明によれば、運転者の身体的
要件を、運転者の身長、体重、操作部を操作するときの
上肢の状態に応じて求める。すなわち、身長が高けれ
ば、運転者の最大発揮力は大きくなる。また、体重が重
ければ、運転者の最大発揮力は大きくなる。また、手首
の角度から上肢の状態を求め場合、手首の角度が大きけ
れば運転者はシートの前方側に腰をずらした楽な姿勢で
着座していることを示し、楽な姿勢でシートに着座して
いるので最大発揮力は小さくなる。また、手首の角度が
小さければ運転者はシートの後方側に腰を引いた姿勢で
着座していることを示し、最大発揮力は大きくなる。こ
のような条件から運転者の身体的要因が求められて、操
作部の操作力が決定される。

【００２４】請求項５記載の発明によれば、運転者の精
神的要因、身体的要因、走行要因の少なくとも２つの要
因に応じて運転操作機器の操作力を最適な操作力とする
と共に、操作部の操作ストロークを調節する操作ストロ
ーク調節手段により、操作ストロークを調節する。この
場合、最適な操作力と操作ストロークの積、すなわち運
転者が操作する運動量が一定となるように、操作ストロ
ークを変化させる。

【００２５】請求項６記載の発明によれば、駆動手段に
より回動中心調節部材を駆動して、回転支持部材を移動
させることにより、操作レバーの回動中心が変化し、操
作力が変化すると共に操作レバーの操作ストロークを調
節することが出来る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明に係る運転操作機器の操作力調
節装置の実施例について説明する。

【００２７】第１実施例 第１実施例は、図１６に示す自動変速機のシフト装置に
本発明を適用した例である。図１は本発明に係る操作力
調節装置の構成を示す。操作力調節装置５３は、操作部
１３の操作力を変化させる操作力調節手段５５と、操作
部１３の操作力を検出する操作力検出手段５６と、運転
者の精神的要因、身体的要因、自動車の走行要因の少な
くとも２つの要因に応じて操作部の操作力を決定し、決
定した操作力と検出手段５６が検出した操作力とから操
作力の調節量を求めて、この調節量に応じて操作力調節
手段５５を駆動する操作力決定手段５７とを有してい
る。

【００２８】操作力調節手段５５は、図２に示すよう
に、操作力調整部材５９と、この操作力調整部材５９を
駆動する駆動部６１とからなる。操作力調整部材５９
は、複数の半円状の切欠６３、６３、６３が形成された
板状で、操作力発生部３９の円弧面４１が形成された操
作部台座２９に重ねられている。複数の切欠６３は、操
作部台座４１の各ポジション（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ）に設け
た溝６７、６７、６７のピッチと等しい間隔で形成され
ている。そして、この切欠６３を溝部６７に位置させた
状態で、操作力調整部材５９を図２の左右方向（矢印ａ
方向）に移動させて溝部６７の深さを変化させることに
より操作力発生部３９の発生する操作力が変化する。

【００２９】すなわち、操作力調整部材５９がスプリン
グ４５と反対側に移動した状態（実線Ａで示す位置）で
は、溝部６７の深さが深くなり、チェックボール４３の
溝部６７への係合量は大きくなる。このため、チェック
ボール４３が溝部６７と溝部６７との間の山部６７ａを
乗り越える量が大きくなるので、操作部１３の操作力は
大きくなる。

【００３０】また、操作力調整部材５９をスプリング４
５側に移動させた状態（点線Ｂで示す位置）では、チェ
ックボール４３の溝部６７への係合量は小さくなる。こ
のため、チェックボール４３が山部６７ａを乗り越える
量は小さくなるので、操作部１３の操作力は小さくな
る。

【００３１】操作力調整部材５９が連結された駆動部６
１は、モータ、ソレノイド等で構成されている。この駆
動部６１は、操作力決定手段５７の制御部６９と接続さ
れて、その駆動が制御される。また、操作力調整部材５
９の側部には、操作部台座２９に操作力検出手段として
の位置検出器５６が配設されている。位置検出器５６
は、操作力決定手段５７の制御部６９と接続されてい
る。そして、位置検出器５６によって操作力調整部材５
９の位置を求めることにより、操作部１３が発生する操
作力が求められる。

【００３２】操作力決定手段５７は、制御部６９と、こ
の制御部６９に接続された複数の検出器（車速検出器７
１、走行時間検出器７３、ブレーキ走行の有無検出器７
５、シート位置検出器７７、体重検出器７９、シート角
度検出器８１、ステアリング位置検出器８３、シフト位
置検出器９３、ステアリング操作の有無検出器９５、エ
ンジン回転数検出器９７）とからなる。この制御部６９
は各検出器７１、７３、７５、７７、７９、８１、８
３、９３、９５、９７からの検出結果と、予め設定され
記憶されている精神的要因、身体的要因、走行要因との
関係から操作力係数Ｋ１〜Ｋ１０をそれぞれ求める。

【００３３】車速検出器７１は、例えば自動車のスピー
ドメーターの表示のための車速センサが兼用されてい
る。走行時間検出器７３は自動車が走り始めると時間の
計測を開始し、停止すると計測を停止するような検出器
が用いられている。また、ブレーキ走行の有無検出器７
５は、例えば、ブレーキを踏むと点灯するブレーキラン
プのＯＮ、ＯＦＦ信号を用いることが出来る。

【００３４】また、シート位置検出器７７は、シートク
ッションの車体前後方向の位置を検出することによりシ
ートの位置を検出する。体重検出器７９は、シートクッ
ションに埋設した歪みゲージが用いられている。

【００３５】上記操作力係数Ｋ１〜Ｋ１０は、以下に説
明する各要因に応じて求められる比例定数で、最終的に
掛け合わされて総合操作力係数Ｋが求められる。

【００３６】以下、各要因について説明する。

【００３７】＜精神的要因＞精神的要因は、車速、走行
時間、単位時間あたりにブレーキを踏む回数に応じて決
定される。図３（ａ）の実線で示すように、運転者の精
神的負担（緊張度）は、車速に比例して高くなり、車速
が速くなれば運転者の精神的負担（緊張度）は増加す
る。この関係から制御部６９は、操作力係数（図におい
て点線で示す）Ｋ１を車速に対する緊張度に反比例した
値として求める。

【００３８】また、図３（ｂ）に示すように、運転者の
精神的負担（緊張度）は交通密度に比例して高くなり、
交通密度が高く混んでいる道路を走行している場合に
は、運転者の精神的負担（緊張度）は増加する。この関
係から制御部６９は、操作力係数Ｋ２を交通密度に対す
る緊張度に反比例した値として求める。この場合、交通
密度は、図３（ｄ）に示すように、単位時間当たりにブ
レーキを踏む回数に比例しており、ブレーキを踏む回数
が増えれば交通密度が高くなったことを示している。し
たがって、ブレーキ操作の有無検出器７５の検出結果か
ら単位時間あたりにブレーキを踏む回数が得られ、この
回数に比例した交通密度が得られる。

【００３９】さらに、図３（ｃ）に示すように、運転者
の精神的負担（緊張度）は、走行時間に比例して高くな
り、走行時間が長くなれば運転者の緊張度は増加する。
この関係から制御部６９は、操作力係数Ｋ３を走行時間
に対する緊張度に反比例した値として求める。

【００４０】＜身体的要因＞身体的要因は、運転者の身
長、体重、操作部を操作するときの上肢の状態に応じて
決定される。図４（ａ）に示すように、運転者が発揮で
きる力（最大発揮力）は、身長が高いほど強い。これ
は、各部位の寸法が長い方が操作しやすいため、身長が
高いと運転者が発揮できる力は大きい。この関係から制
御部６９は、操作力係数Ｋ４を、身長に対して比例した
値として求める。この場合、運転者の身長は、シート８
５のスライド位置Ｌに比例しているものとすると、シー
ト位置検出器７７の検出結果により求めることが出来
る。すなわち、図５に示すように、運転者８９が自身の
体格に合わせてシート８５の位置を前後方向に移動する
と、移動した位置がシート位置検出器７７により検出さ
れ、この検出結果により運転者８９の身長が求められ
る。

【００４１】また、図４（ｂ）に示すように、運転者８
９が発揮できる力（最大発揮力）は、体重が重いほど強
い。これは、体重が大きい方が筋力が大きく力が強い。
この関係から制御部６９は体重に対して比例した操作力
係数Ｋ５を求める。

【００４２】さらに、図４（ｃ）に示すように、運転者
８９の発揮できる力（最大発揮力）は、手首角度が大き
いほど弱い。すなわち、手首が前腕に対し直線に近い方
が発揮できる力が大きい。この関係から制御部６９は、
手首角度に反比例した操作力係数Ｋ６を求める。手首角
度θは、図６に示すように、水平線Ｓに対する運転者８
９の前腕８９ａの角度θ２から、ステアリングホイール
１１と操作部１３を結んだ線の水平線Ｓに対する角度θ
１との差で求められる。また、前腕８９ａの水平線Ｓに
対する角度θ２は、上記の方法で求めた運転者８９の身
長と、シートバック９１の垂直に対する角度θ３（図５
参照）とから運転者８９の肩８９ｂの位置を推定し、こ
の肩８９ｂの位置と身長に比例している上腕８９ｃ、前
腕８９ａの寸法及びステアリングホイール１１の位置関
係から求める。

【００４３】＜走行要因＞走行要因は、車速、回転数、
スポーツ走行度に応じて決定される。図７（ａ）に示す
ように、操作部１３を操作する必要性は車速から求め
る。すなわち、車速が遅い場合には、シフト操作する必
要性は高いが、車速が速い場合にはシフト操作をする必
要性は低い。このシフト操作の必要性と車速の関係を操
作力係数Ｋ７として求める。

【００４４】また、図７（ｂ）に示すように、シフトア
ップ（例えば１速から２速）をする必要性は、エンジン
の回転数から求める。すなわち、エンジンの回転数が低
い場合はシフトアップの必要性が高く、一定の回転数ま
で、シフトアップの必要性は少なくなるが、一定の回転
数を過ぎると、今度はシフトアップの必要性が高くな
る。このシフトアップの必要性と回転数の関係を操作力
係数Ｋ８として求める。

【００４５】さらに、図７（ｃ）に示すように、シフト
ダウン（例えば２速から１速）する必要性は、エンジン
の回転数から求める。すなわち、エンジンの回転数が低
い場合には、シフトダウンする必要性は高いが、エンジ
ンの回転数が高くなると、シフトダウンの必要性は低く
なる。このシフトダウンの必要性と回転数の関係を操作
力係数Ｋ９として求める。

【００４６】図７（ｄ）に示すように、シフトアップ、
ダウンの必要性は、スポーツ走行度から求める。スポー
ツ走行度は、単位時間あたりのステアリング操作の回数
を代用し、単位時間あたりのステアリング操作の回数が
多ければスポーツ走行しているとする。そして、スポー
ツ走行度が高い、すなわち、スポーツ走行している状態
が多ければ、シフトアップ、ダウンする必要性は高い。
このシフトアップ、ダウンの必要性とスポーツ走行度の
関係を操作力係数Ｋ１０として求める。

【００４７】次に、操作力決定手段５７が運転者の精神
的要因、身体的要因、自動車の走行要因に応じて、操作
部１３の最適な操作力を決定する手順について説明す
る。

【００４８】図８に示すフローチャートは、制御部６９
が、精神的要因、身体的要因、走行要因から操作力係数
Ｋ１〜Ｋ１０を求め、最終的に総合操作力係数Ｋを求
め、この総合操作力係数Ｋに基づいて駆動部６１を駆動
する手順を示す。

【００４９】運転者８９がシート８５に座り、自身の体
格に合わせてシート位置、シートバック９１の角度を調
節し、ステアリングホイール１１に手を掛けると、シー
ト位置検出器７７、シート角度検出器８１、ステアリン
グ位置検出器８３がシート位置、シート角度、ステアリ
ング位置を検出し、ステップＳ１でこれらの検出結果か
ら運転者の身長、上腕の角度θ２が推定されると共に、
体重検出器７９から体重が求められる。

【００５０】次に、ステップＳ２で求められた運転者の
身長、体重から図４（ａ）、（ｂ）に示す操作力係数Ｋ
４、Ｋ５が求められる。さらに、ステップＳ３で、ステ
アリングホイール１１の位置から手首角度θ（θ２−θ
１）が推定され、ステップＳ４で図４（ｃ）により操作
力係数Ｋ６が計算される。

【００５１】エンジンをスタートさせて自動車が走行を
開始すると、ステップ５でシフト位置、車速、回転数、
単位時間あたりに踏むブレーキの回数、ステアリング操
作の回数が読み込まれる、次に、ステップＳ６で、図３
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す操作力係数Ｋ１〜Ｋ３が
求められる。さらに、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）に示す操作力係数Ｋ７〜Ｋ１０が求められる。そ
して、ステップ７で、求めた操作力係数Ｋ１〜Ｋ１０を
掛け合わせて総合操作力係数Ｋを求める。

【００５２】次に、ステップＳ８では、総合操作力係数
Ｋに基づいて操作部１３の最適な操作力が求められ、こ
の操作力を得るための操作力調整部材５９の位置が求め
られる。ステップ９では、操作力調整部材５９の現在の
位置と最適な操作力が得られる位置との差（調節量）が
求められる。ステップ１０で求められた調節量に応じて
駆動部６１を駆動する。これにより、操作力調整部材５
９は、操作部１３が最適な操作力を発生する位置に移動
する。そして、自動車が走行しているときは、ステップ
３以下が繰り返し実行されて、総合操作力係数Ｋが繰り
返し求められ、この総合操作力係数Ｋにより最適な操作
力が求められ、最適な操作力が得られるように駆動部６
１が駆動されて操作力調整部材５９が移動する。

【００５３】従って、自動車が走行している間は、操作
部１３の発生する操作力は上記の手順が繰り返し実行さ
れて、常に変化して、各要因に応じた最適な操作力が発
生する。

【００５４】本実施例によれば、運転者の諸要因が変化
しても、人間の感覚に合った操作力を操作部が発生する
ことが出来る。

【００５５】なお、上記実施例では精神的要因、身体的
要因、走行要因の各要因から操作力係数Ｋ１〜Ｋ１０を
求め、最適な操作力を求めたが、少なくとも２つの要因
から操作力係数を求めて、最適な操作力を求めても良
い。

【００５６】また、上記実施例では、操作部１３の操作
力を検出するのに、操作力調整部材５９の位置を位置検
出器５６により検出して操作力を間接的に求めたが他の
方法により操作部１３の操作力を求めても良い。

【００５７】第２実施例 次に図９及び図１０を用いて第２実施例について説明す
る。図９はフロアタイプのシフト装置１０１の操作部の
操作力発生部９９を示す正面図、図１０は側面図であ
る。本実施例は、一般的なフロアタイプのシフト装置１
０１に本発明に係る操作力調節装置を適用した例であ
る。

【００５８】先ず、シフト装置１０１の操作力発生部９
９の構成を説明する。シフト装置１０１は、シフトレバ
ー１０５がフロアパネル１３５の下面側で軸受１３３を
介して矢印ａ方向に回動自在に支持されている。シフト
レバー１０５の下端部には、トランスミッションと結合
されたワイヤ１３４が連結されている。シフトレバー１
０５の中間部からは、シフトロックピン１２９とチェッ
クピン１２１が突設されている。これらのチェックピン
１２１、シフトロックピン１２９は、フロアパネル１３
５に固定されたポジションプレート１１７の貫通孔１１
９内に突設されている。また、チェックピン１２１は、
貫通孔１１９の下部内壁に向けて圧縮コイルバネ１２３
により付勢されている。貫通孔１１９の下部内壁には、
複数の弧状の溝１１９ａ、１１９ｂ・・・が形成されて
いる。これらの溝１１９ａ、１１９ｂ・・・内にチェッ
クピン１２１が係合することにより、ポジション位置
（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、２、１）が設定される。

【００５９】そして、シフトレバー１０５を矢印ａ方向
に回動させてチェックピン１２１を溝１１９ａから溝１
１９ｂに移動させる際に、溝１１９ａ、１１９ｂ間の山
の部分を乗り越えることで、ポジション（Ｐ、Ｒ、Ｎ、
Ｄ、２、１）が切り換えられ節度感が得られる。また、
チェックピン１２１が圧縮コイルバネ１２３の付勢力に
抗して山の部分を乗り越えるときシフトレバー１０５の
操作力が発生する。このシフトレバー１０５の操作力
は、操作力調節装置１０３により調節されるようになっ
ている。

【００６０】操作力調節装置１０３は、シフトレバー１
０５の操作力を変化させる操作力調節手段１０７と、シ
フトレバー１０５の操作力を検出する操作力検出手段と
しての位置検出器１０６と、運転者の精神的要因、身体
的要因、自動車の走行要因の少なくとも２つの要因に応
じて操作部の操作力を決定し、決定した操作力と位置検
出器１０６が検出した操作力とから操作力の調節量を求
めて、この調節量に応じて操作力調節手段１０７を駆動
する操作力決定手段１０９とからなる。

【００６１】操作力調節手段１０７は、操作力調整部材
１１１と、この操作力調整部材１１１を駆動する駆動部
１１３とからなる。操作力調整部材１１１は、一側部が
弧状に形成された長尺の板材で形成されている。この操
作力調整部材１１１は、長手方向の両側が、ガイド部材
１１５、１１５により上下方向にスライド自在に支持さ
れている。ガイド部材１１５、１１５は、シフト装置１
０１のポジションプレート１１７の一面側に固定されて
いる。また、操作力調整部材１１１の弧状に形成された
一側部は、ポジションプレート１１７の複数の溝１１９
ａ、１１９ｂ、１１９ｃに位置している。この操作力調
整部材１１１を上下動させることにより、溝１１９ａ、
１１９ｂの深さが変化して操作力発生部９９の発生する
操作力が変化するようになっている。

【００６２】すなわち、操作力調整部材１１１が圧縮コ
イルバネ１２３の反対側（下方）に移動すると、溝１１
９ａ、１１９ｂの深さが深くなり、チェックピン１２１
の溝１１９ａ、１１９ｂへの係合量は大きくなる。この
ため、チェックピン１２１が溝１１９ａ、１１９ｂ間の
山部を乗り越える量が大きくなるので、操作力は大きく
なる。

【００６３】また、操作力調整部材１１１を圧縮コイル
バネ１２３側（上方）に移動させた状態では、チェック
ピン１２１の溝１１９ａ、１１９ｂの係合量は小さくな
る。このためチェックピン１２１が山部を乗り越える量
は小さくなるので、操作力は小さくなる。

【００６４】操作力調整部材１１１が連結された駆動部
１１３は、例えばモータ、ソレノイド等で構成されてい
る。この駆動部１１３は、操作力決定手段１０９の制御
部６９と接続されて、その駆動が制御される。また、操
作力調整部材１１１の一方の側部に、位置検出器１０６
が配設されている。この位置検出器１０６は、操作力調
整部材１１１の位置を検出して制御部６９に検出結果を
伝達する。

【００６５】操作力決定手段１０９は、前記第１実施例
の操作力決定手段５７と同構成で、制御部６９と、この
制御部６９に接続された複数の検出器７１、７３、７
５、７７、７９、８１、８３、９３、９５、９７とから
なる。そして、操作力決定手段１０９の制御部６９は、
第１実施例と同様に図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から操
作力係数Ｋ１〜Ｋ３を求め、図４（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）から操作力係数Ｋ４〜Ｋ６を求め、図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）から操作力係数Ｋ７〜Ｋ１０を
求める。

【００６６】なお、本実施例では、フロアタイプのシフ
ト装置１０１に操作力調節装置１０３を適用したので、
操作力係数Ｋ６を求める場合の前腕に対する手首角度θ
は、図１２に示すように、フロアパネル１３５から立設
されるシフトレバー１０５を操作する際の手首角度θと
なる。この場合にも、水平に対する運転者８９の前腕の
角度θ２から、水平に対する手首の角度θ１との差で求
められる。また、前腕８９ａの水平に対する角度θ２
は、運転者８９の身長と、シートバック９１の垂直に対
する角度θ３とから運転者８９の肩８９ａの位置を推定
し、この肩８９ｂの位置と身長に比例している上腕８９
ｃ、前腕８９ａの寸法及びシフトレバー１０５の位置関
係から求める。

【００６７】この第２実施例においても、第１実施例に
おける図８に示す手順に従って精神的要因から操作力係
数Ｋ１〜Ｋ３、身体的要因からＫ４〜Ｋ６、走行要因か
らＫ７〜Ｋ１０が求められる。そして、これらの操作力
係数Ｋ１〜Ｋ１０を掛け合わせて総合操作力係数Ｋを求
める。次に、総合操作力係数Ｋに基づいて操作部の最適
な操作力が求められ、操作力調整部材１１１の位置が求
められる。さらに、操作力調整部材１１１の現在の位置
と最適な操作力が得られる位置との差（調節量）が求め
られ、この調節量に応じて駆動部１１３を駆動する。

【００６８】これにより、操作力調整部材１１１は、操
作力発生部９９が最適な操作力を発生する位置に移動す
る。そして、自動車が走行しているときは、上記の手順
が繰り返し実行されて、総合操作力係数Ｋが繰り返し求
められ、この総合操作力係数Ｋにより最適な操作力が求
められ、この最適な操作力が得られるように操作力調整
部材１１１を移動させるように駆動部１１３が駆動され
る。

【００６９】本実施例によれば、上記実施例と同様に、
運転者の諸要因、走行状態が変化しても人間の感覚に合
った最適な操作力を発生することができる。

【００７０】なお、図９及び図１０において符号１２５
はシフトノブを示し、符号１２７はシフトロック解除ボ
タンを示す。さらに、符号１２９はシフトロックピンを
示し、符号１３１はシフトロックピン１２９が係合する
シフトロック溝を示す。

【００７１】第３実施例 次に第３実施例について図１３乃至図１５を用いて説明
する。上記第１、第２実施例では、運転者の精神的要
因、身体的要因、自動車の走行要因に応じて操作部１
３、９９の操作力のみを可変としたが、本実施例は、操
作部１４３の操作力に加えて操作ストロークも変化させ
る例である。

【００７２】図１３（ａ）に示すように、本実施例の操
作力調節装置１４１は、操作部１４３の操作力を変化さ
せる操作力調節手段１４５と、操作部１４３の操作スト
ロークを調節する操作ストローク調節手段１４７と、操
作部１４３の操作力を検出する操作力検出手段１４９
と、操作力決定手段１５１とを有している。操作力決定
手段１５１は、図１３（ｂ）に示すように、複数の検出
器（車速検出器７１、走行時間検出器７３、ブレーキ走
行の有無検出器７５、シート位置検出器７７、体重検出
器７９、シート角度検出器８１、ステアリング位置検出
器８３、シフト位置検出器９３、ステアリング操作の有
無検出器９５、エンジン回転数検出器９７）とからな
る。

【００７３】そして、運転者の精神的要因、身体的要
因、自動車の走行要因の少なくとも２つの要因に応じて
操作部１４３の操作力を決定し、決定した操作力と検出
手段１４９が検出した操作力とから調節量を求めて、こ
の調節量に応じて操作力調節手段１４５を駆動すると共
に、決定した操作力と操作部の操作ストロークとの積が
一定の値となるように操作ストロークを決定し、操作ス
トローク調節手段１４７を駆動する。

【００７４】先ず、本発明が適用された運転操作機器と
してのシフト装置１３７について説明する。図１４に示
すように、シフト装置１３７のシフトレバー１３９の下
部には、ポジションピン１５３が突設されている。この
ポジションピン１５３は、フロアパネル１５５に固定さ
れたポジションプレート１５７の弧状切欠１５９内に挿
入されている。また、シフトレバー１３９の下端部に
は、図示しないトランスミッションと結合されたワイヤ
１６１が連結されている。

【００７５】また、シフトレバー１３９の中間部は回転
支持部材１６３、１６３により支持されている。これら
の回転支持部材１６３、１６３は、シフトレバー１３９
の軸方向に対して交差する方向に沿って、シフトレバー
１３９の両側に配置され、シフトレバー１３９の左右方
向への移動を規制している。この回転支持部材１６３、
１６３は回転中心調節部材１６５に固定されている。

【００７６】回転中心調節部材１６５は、一側にレール
部１６７が形成されている。レール部１６７は、ガイド
１６９に上下方向に移動自在に支持されている。ガイド
１６９は、フロアパネル１５５の下面側に固定されたベ
ース１７１に固定されている。また、回転中心調節部材
１６５の他側には、ラックギア１７３が形成されてい
る。このラックギア１７３には、ピニオンギア１７５が
噛み合っている。ピニオンギア１７５は、モータ１７７
の回転軸１７９に固定されている。モータ１７７の駆動
力によりピニオンギア１７５が回転すると、回転中心調
整材１６５が上下動する。回転中心調節部材１６５が上
下動すると、回転支持部材１８１、１８１が上下動し、
シフトレバー１３９の回動支点が変化する。

【００７７】このシフト装置１３９において、操作力調
節手段１４５は、モータ１７７、ピニオンギア１７５、
ラックギア１７３とからなる。また、操作力検出手段１
４９は、回転中心調節部材１６５の上下方向の位置を検
出する位置検出器１８３で構成されている。また、操作
ストローク調節手段１４７は、操作力調節手段１４５が
兼ねている。すなわち、操作力調節手段１４５は、回転
支持部材１６３を上下動させることにより、操作力を変
化させると共に、回動支点を上下動させて、シフトレバ
ー１３９の操作ストロークを変化させる。

【００７８】すなわち、図１５に示すように、回転中心
点位置がＡのときのシフトレバー１３９のストロークを
Ｌａとし、回転中心点位置Ｂのときのシフトレバー１３
のストロークＬｂとすると、Ｌａ＜Ｌｂとなる。また、
ストロークＬａのときの操作力をＦａとし、ストローク
Ｌｂのときの操作力をＦｂとすると、Ｆａ＞Ｆｂとな
る。このとき、操作ストロークと操作力との間には、Ｆ
ａ×Ｌａ＝Ｆｂ×Ｌｂの関係があり、回転中心点位置Ａ
のときの操作力ＦａとそのときのストロークＬａとの積
は、回転中心点位置Ｂのときの操作力Ｆｂとそのときの
ストロークＬｂとの積に等しい。従って、運転者がシフ
トレバーを操作するときの運動量は、操作力が変化して
も等しく、運転者の疲労は操作力が変化しても変わるこ
とがない。

【００７９】例えば、操作力を大きくした場合で、シフ
ト操作を繁雑に行う場合は、手や指に疲労が生じる。そ
こで、身体の疲労は運動量に比例すると仮定すると、運
動量は使用した力と、この力を使っている時間との積で
表すことが出来る。そして、この運動量が一定となるよ
うに、操作部の操作ストローク（距離）を変化させるこ
とにより、運転者の疲労の増加を防止することが出来
る。

【００８０】操作力決定手段１５１は、前述した実施例
と同構成で、図１３（ｂ）に示すように、制御部６９
と、複数の検出器７１、７３、７５、７７、７９、８
１、８３、９３、９５、９７とからなる。

【００８１】制御部６９は、上記各実施例と同様に、検
出器７１、７３、７５、７７、７９、８１、８３、９
３、９５、９７からの検出結果と、予め設定されている
精神的要因、身体的要因、走行要因との関係から操作力
係数Ｋ１〜Ｋ１０をそれぞれ決定する。さらに、これら
の操作力係数Ｋ１〜Ｋ１０を掛け合わせて総合操作力係
数Ｋを求める。次に、総合操作力係数Ｋに基づいて操作
部１４３の最適な操作力が求められ、回転中心調節部材
１６５の位置が求められる。そして、操作力調整部材１
６５の現在の位置と最適な操作力が得られる位置との差
（調節量）が求められる。この調節量に応じて、モータ
１７７が駆動される。

【００８２】この場合、回転中心調節部材１６５の位置
が変化すると、操作ストロークも同時に変化するが、図
１５に示すように、操作ストロークと操作力との間に
は、Ｆａ×Ｌａ＝Ｆｂ×Ｌｂの関係があり、回転中心点
位置Ａのときの操作力ＦａとそのときのストロークＬａ
との積は、回転中心点位置Ｂのときの操作力Ｆｂとその
ときのストロークＬｂとの積に等しい。従って、運転者
がシフトレバーを操作するときの運動量（ここでは、使
っている力×時間）は、操作力が変化しても等しく、運
転者の疲労は操作力が変化しても変わることがなく、疲
労が増加することがない。

【００８３】また、本実施例では、回転中心点の位置を
変化させることにより、操作力、操作ストロークを同時
に変化させるので、シフトレバーのフロアパネルからの
高さが変わることがない。

【００８４】なお、上記実施例では、操作力を変化させ
る操作力調節手段１４５が操作ストローク調節手段１４
７を兼ねており、操作力を変化させるために回転支持部
材１６３を上下動させることで、運動量が一定のまま操
作ストロークが変化する例を示したが、これらの操作力
調節手段１４５及び操作ストローク調節手段１４７を各
々設けても良い。例えば、前述した第２実施例の操作力
調節手段１０３により操作力を変化させ、別構造の操作
ストローク調節手段により、一定の運動量となるように
シフトレバー１０５の長さを変化させて操作ストローク
を変化させるようにしても良い。

【００８５】また、上記各実施例は、運転操作機器とし
てシフト装置に本発明を適用した例を示したが、他の運
転操作機器として、アクセル、ブレーキ等のペダル、各
種のスイッチ等にも本発明を適用することが出来る。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、操作力決定手段が運転者の精神的要因、身体
的要因、自動車の走行要因の少なくとも２つの要因に応
じて運転操作機器の最適な操作力を求めて、運転操作機
器の操作力を変化させるので、人間の感覚にあった最適
な操作力を発生させることが出来る。

【００８７】請求項２の発明によれば、制御手段が運転
者の精神的要因、身体的要因、自動車の走行要因の少な
くとも２つの要因に応じて自動変速機のポジション切り
換え用の操作部の最適な操作力を求めて、操作部の操作
力を変化させるので、人間の感覚にあった最適な操作力
を発生させることが出来る。

【００８８】請求項３の発明によれば、車速、走行時
間、単位時間あたりにブレーキを踏む回数に応じて運転
者の緊張度（精神的負担）が得られ、運転者の精神的要
因が求められるので、操作力に運転者の精神的要因を反
映させることが出来る。

【００８９】請求項４の発明によれば、運転者の身長、
体重、操作部を操作するときの上肢の状態に応じて最大
発揮力が得られ、運転者の身体的要因が求められるの
で、運転者の身体的要因を反映させることが出来る。

【００９０】請求項５の発明によれば、運転者の精神的
要因、身体的要因、自動車の走行要因の少なくとも２つ
の要因から求めた運転操作機器の操作部の最適な操作力
と操作部の操作ストロークとの積が一定となるように、
操作部の操作ストロークを変化させることにより、操作
部の操作力が変化しても運転者の運動量に変化がなく、
運転者の疲労が増加することなく最適な操作力を発生す
ることが出来る。

【００９１】請求項６の発明によれば、回転中心調節部
材を駆動手段により駆動して、回転支持部材を移動させ
ることにより、操作部の操作レバーの回動中心が変化
し、操作レバーの操作ストロークを変化させることが出
来ると共に、操作ストロークとの積が一定となるように
操作力を変化させることが出来、運転者の疲労が増加す
ることなく、最適な操作力を発生することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る操作力調節装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明に係る運転操作機器の操作力調節装置の
第１実施例の構成を示すブロック図である。

【図３】制御手段が求める精神的要因を示し、（ａ）は
車速と緊張度との関係及びこの関係から得られる操作力
係数を示す線図、（ｂ）は交通密度と緊張度との関係及
びこの関係から得られる操作力係数を示す線図、（ｃ）
は走行時間と緊張度との関係及びこの関係から得られる
操作力係数を示す線図、（ｄ）は単位時間あたりに踏む
ブレーキの回数と交通密度との関係を示す線図である。

【図４】制御手段が求める身体的要因を示し、（ａ）は
身長と最大発揮力との関係及びこの関係から得られる操
作力係数を示す線図、（ｂ）は体重と最大発揮力との関
係及びこの関係から得られる操作力係数を示す線図、
（ｃ）は手首角度と最大発揮力との関係及びこの関係か
ら得られる操作力係数を示す線図である。

【図５】運転者が座席に座った状態を示す側面図であ
る。

【図６】ステアリングホイールとこのステアリングホイ
ールに手をかけて操作部を操作している状態を示す側面
図である。

【図７】制御手段が求める走行要因を示し、（ａ）は車
速とシフトレバーの操作の必要性との関係及びこの関係
から得られる操作力係数を示す線図、（ｂ）は回転数と
シフトアップの必要性との関係及びこの関係から得られ
る操作力係数を示す線図、（ｃ）は回転数とシフトダウ
ンの必要性との関係及びこの関係から得られる操作力係
数を示す線図、（ｄ）はスポーツ走行度とシフトアッ
プ、ダウンの必要性との関係及びこの関係から得られる
操作力係数を示す線図である。

【図８】制御手段が総合操作力係数を求めて、駆動手段
を駆動する手順を示すフローチャートである。

【図９】本発明が適用された第２実施例のシフト装置と
操作力調節装置を示す正面図である。

【図１０】本発明が適用された第２実施例のシフト装置
を示す側面図である。

【図１１】第２実施例のシフト装置と乗員が着座した状
態を示す側面図である。

【図１２】シフトレバーのシフトノブと、このシフトノ
ブに手を掛けて操作している状態を示す側面図である。

【図１３】本発明が適用された第３実施例の操作力調節
装置を示し、（ａ）は構成を示すブロック図、（ｂ）は
操作力決定手段の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明が適用された第３実施例のシフト装置
を示す正面図である。

【図１５】回転中心位置と操作ストロークとの関係を示
す説明図である。

【図１６】従来の自動変速器及び運転席の周囲を示すブ
ロック図である。

【図１７】従来の操作部を示す正面図である。

【符号の説明】

１３ 操作部 ３９、９９ 操作力発生部 ５３、１０３、１４１ 操作力調節装置 ５５、１０７、１４５ 操作力調節手段 ５６、１４９ 操作力検出手段 ５７、１５１ 操作力決定手段 ６９、１０９ 制御部 １０１、１３７ シフト装置 １４７ 操作ストローク調節手段 １６３ 回転支持部材 １６５ 回転中心調節部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転者が操作して自動車の状態を変化さ
   せる運転操作機器の操作部の操作力を調節する操作力調
   節装置であって、 前記操作部の操作力を変化させる操作力調節手段と、 前記操作部の操作力を検出する操作力検出手段と、 運転者の精神的要因、身体的要因、自動車の走行要因の
   少なくとも２つの要因に応じて前記操作部の操作力を決
   定し、決定した操作力と前記操作力検出手段が検出した
   操作力とから調節量を求めて、この調節量に応じて操作
   力調節手段を駆動する操作力決定手段と、 を有することを特徴とする運転操作機器の操作力調節装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、前記運転
   操作機器の操作部が変速機のポジション切換用の操作部
   であることを特徴とする運転操作機器の操作力調節装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の発明であって、前記精神
   的要因は、車速、走行時間、単位時間あたりにブレーキ
   を操作する回数に応じて決定することを特徴とする運転
   操作機器の操作力調節装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の発明であって、前記身体
   的要因は、運転者の身長、体重、操作部を操作するとき
   の上肢の状態に応じて決定することを特徴とする運転操
   作機器の操作力調節装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の発明であって、前記運転
   操作機器の操作部の操作ストロークを調節する操作スト
   ローク調節手段を設け、前記操作力決定手段が決定した
   操作力と操作部の操作ストロークとの積が一定の値とな
   るように操作ストロークを決定し、操作ストローク調節
   手段を駆動することを特徴とする運転操作機器の操作力
   調節装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の発明であって、前記操作
   ストローク調節手段は、操作部の操作レバーを回動自在
   に支持する回転支持部材と、この回転支持部材を移動し
   て操作レバーの回動中心を変化させる回動中心調節部材
   と、回動中心調節部材を駆動する駆動手段とからなるこ
   とを特徴とする運転操作機器の操作力調節装置。