(57)【要約】【課題】節度感等の操作フィーリングを操作者が任意に選択できるようにして、操作性の向上や疲労の低減等を図ることができる力覚付与型のシフト装置を提供する。【解決手段】シフト装置（１）は、シフトレバー（２）に反力を生じさせる駆動手段としてのＸモータ（３１）及びＹモータ（３６）とを備える。力覚制御部（５０）に接続されるメモリ（５１）には、シフトレバーに異なる節度感等を与える複数の力覚パターン（５２）が予め記憶される。また、シフトレバーには複数の力覚パターンのうち何れかを選択するための選択手段（８０）が設けられる。力覚制御部は、選択手段で選択された力覚パターンに従った強さに相当する節度感等をシフトレバーに生じさせる。これにより、操作者が好む操作フィーリングに調整できるようにする。【選択図】図５
2012059075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元上の任意の位置に操作可能なジョイスティック操作部と、
前記ジョイスティック操作部に力を付与する駆動手段と、
前記ジョイスティック操作部の操作状態を検出する検出手段と、
前記操作状態に対し前記駆動手段が付与する前記力との連続的な関係を対応付けた特性データである力覚パターンを複数記憶する記憶手段と、
選択操作されることにより前記複数の力覚パターンのうち何れかを選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された前記力覚パターンに従って、前記ジョイスティック操作部の操作状態に基づく前記駆動手段の力制御を行う力覚調整手段と、を備える力覚付与型のシフト装置。
【請求項２】
前記複数の力覚パターンは、前記ジョイスティック操作部が一つのポジションを原点にモーメンタリ動作する操作軌道において、前記ジョイスティック操作部の前記原点からのストロークに対する前記力の傾き特性がそれぞれ異なるように対応づけられている、請求項１に記載の力覚付与型のシフト装置。
【請求項３】
前記複数の力覚パターンは、前記ジョイスティック操作部の操作に伴って知覚される節度感に対応付けられる前記力の変化する大きさがそれぞれ異なるように設定されている、請求項１に記載の力覚付与型のシフト装置。
【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からなるシフトレバーに反力としての力覚を付与する力覚付与型の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型デバイスが注目されている。力覚付与型の入力装置は、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、操作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の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。また、従来のシフト装置によれば、力覚として受ける節度感やモーメンタリ動作によるレバーの復帰力等が操作者によっては過度に感じられたりする場合もある。このような場合に節度感等の操作フィーリングを操作者の好みで変更できれば、操作性の向上や疲労感の低減等が期待される。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、節度感等の操作フィーリングを操作者が任意に選択できるようにして、操作性の向上や疲労の低減等を図ることができる力覚付与型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力覚付与型のシフト装置は、二次元上の任意の位置に操作可能なジョイスティック操作部と、前記ジョイスティック操作部に力を付与する駆動手段と、前記ジョイスティック操作部の操作状態を検出する検出手段と、前記操作状態に対し前記駆動手段が付与する前記力との連続的な関係を対応付けた特性データである力覚パターンを複数記憶する記憶手段と、選択操作されることにより前記複数の力覚パターンのうち何れかを選択する選択手段と、前記選択手段で選択された前記力覚パターンに従って、前記ジョイスティック操作部の操作状態に基づく前記駆動手段の力制御を行う力覚調整手段と、を備える。
【００１０】
［２］また、前記複数の力覚パターンは、前記ジョイスティック操作部が一つのポジションを原点にモーメンタリ動作する操作軌道において、前記ジョイスティック操作部の前記原点からのストロークに対する前記力の傾き特性がそれぞれ異なるように設定されている。
【００１１】
［３］また、前記複数の力覚パターンは、前記ジョイスティック操作部の操作に伴って知覚される節度感に対応付けられる前記力の変化する大きさがそれぞれ異なるように設定されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、操作部にフィードバックされる反力により感じられる節度感等の操作フィーリングを、選択手段を使って操作者の好みに応じて選択できるので、シフト装置における操作性の向上及び疲労の低減等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態によるシフト装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、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、シフト装置において設定されるシフトポジションの配列とシフトレバーの軌道との位置関係を示す図である。
【図４】図４は、シフト装置において、ホーム（Ｈ）ポジションを傾倒操作の原点としてシフトレバーに作用するトルク特性である力覚パターンを例示する図である。
【図５】図５は、ホーム（Ｈ）ポジションからシフトアップ（＋）ポジション間の傾倒操作に関連して、第１の実施の形態により選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。
【図６】図６は、ホーム（Ｈ）ポジションからシフトアップ（＋）ポジション間の傾倒操作に関連して、第２の実施の形態により選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。
【図７】図７は、シフトレバーの種々の操作経路を示す操作パターン図（ａ）〜（ｆ）である。
【図８】図８は、力覚付与型のシフト装置において、ホーム（Ｈ）ポジションを傾倒操作の原点としてシフトレバーに作用する力覚パターンを例示するものであって、シフトレバー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９】図９は、図５で示した第１の実施の形態をステーショナリ動作で制御する場合の力覚パターンの例示図であって、ホーム（Ｈ）ポジションからシフトアップ（＋）ポジション間の傾倒操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。
【図１０】図１０は、図６で示した第２の実施の形態をステーショナリ動作で制御する場合の力覚パターンの例示図であって、ホーム（Ｈ）ポジションからシフトアップ（＋）ポジション間の傾倒操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態として、車両の自動変速機を切り換えるための、力覚付与型のシフト装置１について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
（シフト装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態によるシフト装置１の構成を示す分解斜視図である。このシフト装置１は、シフトレバー２と、ジョイスティック機構部３と、ジョイスティック機構部３を収納するケース部材４とを備えている。
【００１６】
シフトレバー２は、二次元（ＸＹ面）上の任意の方向への傾倒操作（シフト操作）が可能なジョイスティック操作部であり、操作者が手動で操作する把持部２ａと、皿状で下面が凹状に湾曲する被案内面を有する支持摺動部２ｂと、把持部２ａ及び支持摺動部２ｂを連結する支柱部２ｃとにより一体形成されている。
【００１７】
把持部２ａには、力覚制御による操作フィーリングを操作者が選択するための選択手段８０が設けられている。選択手段８０は、例えば３つの選択位置の何れかをノブの回転操作で切り換え可能な回転スイッチからなる。また、選択手段８０は、プッシュオン−プッシュオフ動作により２つまたはそれ以上の選択位置を切り換えるオルタネートスイッチであってもよい。また、選択手段８０は、連続的に電気抵抗値を変化させる可変抵抗器（ポテンショメータ）であってもよい。更には、選択手段８０として上記スイッチ類を２個以上備えて構成されてなるものでもよく、上記２種類以上のタイプのスイッチ類を含めて組み合わせてなるものでもよい。
【００１８】
ジョイスティック機構部３は、シフトレバー２が先端部に固定されるシャフト１１と、シャフト１１の傾倒動作を一定の範囲に規制するゲートブロック２０とを備えている。シャフト１１は、例えば、柱状の棒状部材からなり、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。
【００１９】
第１キャリッジ１２は、四角形の管状の部材からなり、シャフト１１をその長孔の長手方向（Ｘ方向）に沿って傾倒可能に枢着させるＸ軸１４と、Ｘ軸１４に直交する方向（Ｙ方向）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の各両端部にはベアリング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を介してジョイスティック機構部３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を中心に揺動可能とされている。
【００２０】
第２キャリッジ１３は、シャフト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Ｕ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、シャフト１１のＹ方向への傾倒動作を許容する一方で、Ｘ方向の傾倒に対しては第２キャリッジ１３を揺動させるように形成されている。
【００２１】
ゲートブロック２０は、上面部に四角形の開口を有する箱状の強度部材であり、シャフト１１の傾倒動作を所定の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、シャフト１１の基端部が挿入され、シャフト１１が最大ストローク傾倒する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、それ以上のシャフト１１の傾倒動作が規制される。
【００２２】
また、ジョイスティック機構部３は、２つのセクターギア２１，２６と、シフトレバー２及びシャフト１１の傾倒状態を検出する検出手段としての２つの回転センサ３２，３７と、シャフト１１を介してシフトレバー２に力（反力）を生じさせる駆動手段としての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揺動軸が設けられ、その揺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。
【００２３】
第１のセクターギア２１は、ジョイスティック機構部３の図示しないフレームにその揺動軸が枢着されて揺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、回転センサ３２は、例えば、モータギア３１ａに連結して回転する回転エンコーダ部とその回転数をカウントして回転角度あるいは回転位置を検出する光検出器等により構成されている。
【００２４】
第２のセクターギア２６は、その揺動軸が第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。また、回転センサ３７は、例えば、モータギア３６ａに連結して回転する回転エンコーダ部とその回転数をカウントして回転角度あるいは回転位置を検出する光検出器等により構成されている。
【００２５】
ここで、２つの回転センサ３２，３７は、フォトディテクタを用いた光検出方式のエンコーダで構成されている。また、回転センサ３２，３７は、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた磁気検出方式のエンコーダであってもよい。回転センサ３２，３７は、Ｘモータ３１及びＹモータ３６の回転に応じて位相の異なる２つのパルスを出力する。これにより、Ｘモータ３１及びＹモータ３６の回転方向と回転量が検出される。また、回転センサ３２，３７の出力に基づいて、セクターギア２１，２６等を介して連結されているシャフト１１及びシフトレバー２のＸＹ面における傾倒方向とその傾倒角度が同時に検出される。
【００２６】
ケース部材４は、ジョイスティック機構部３を内部に収容する箱状のケースフレーム４ａと、ケースフレーム４ａの上面部において突出する案内ドーム４ｂとを有して一体に形成される。また、案内ドーム４ｂの頂部には、略四角形の開口４ｃが形成されている。
【００２７】
ジョイスティック機構部３に備えられるシャフト１１は、その先端部がケース部材４の内側から案内ドーム４ｂの開口４ｃに挿入されてシフトレバー２の支柱部２ｃに固定される。このとき、シフトレバー２は、支持摺動部２ｂの下面である被案内面が案内ドーム４ｂの上面に支持され、かつ、その上面に対してＸＹの方向に摺動するように取り付けられる。
【００２８】
シフトレバー２がＸ方向に傾倒操作されシャフト１１が傾倒すると、これに連動して第２キャリッジ１３及び第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が揺動する。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によりシャフト１１のＸ方向における傾倒動作が検出される。同様に、シフトレバー２がＹ方向に傾倒操作されると、シャフト１１に係合する第１キャリッジ１２及びこれに連結するセクターギア２６が揺動する。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によりシャフト１１のＹ方向における傾倒動作が検出される。
【００２９】
更に、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を介してシャフト１１及びシフトレバー２にＸ方向に傾倒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を介してシャフト１１及びシフトレバー２にＹ方向に傾倒させるトルクが伝達される。次に説明する力覚制御部５０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が検出するシフトレバー２の操作状態に基づきフィードバック制御することにより、所望の反力をシフトレバー２に付与する力覚制御を行う。
【００３０】
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制御処理を実行する電子制御のマイコンユニットとして構成される。力覚制御部５０には、Ｘモータ３１、回転センサ３２、Ｙモータ３６、回転センサ３７が接続されている。力覚制御部５０は、回転センサ３２，３７の出力に基づいて、シフトレバー２の操作状態（ＸＹ面における傾倒方向とその傾倒角度）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、シフトレバー２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。
【００３１】
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、シフトレバー２の操作状態に応じて反力を付与する力覚制御、ホームポジションへの自動復帰制御及びシフトレバー２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参照テーブルデータである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が電子データ化された力覚パターンデータ５２を参照し、回転センサ３２，３７の出力から演算されるシフトレバー２の操作状態に基づいてＸモータ３１及びＹモータ３６のトルクを制御する。これにより、力覚パターンデータ５２に応じた反力がシフトレバー２に付与される。
【００３２】
図３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複数のシフトポジションの配列とシフトレバー２の軌道との位置関係（シフトパターン）を示す図である。シフトレバー２のＸＹ方向における物理的に移動操作可能な領域６９の限界は、図１に示したゲートブロック２０で画される。その全領域６９内に、本実施の形態では、シフトレバー２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、シフトレバー２の軌道に沿って設定されている。
【００３３】
図３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。
【００３４】
（シフトレバーの自動復帰制御動作）
次に、シフト装置１に備えられるシフトレバー２の自動復帰制御手段による動作を説明する。なお、自動復帰の動作（モーメンタリ動作）は、力覚制御部５０のＣＰＵが回転センサ３２，３７から得られるシフトレバー２の操作状態に基づいて、メモリ５１に記憶された力覚パターンデータ５２を参照しながらＸモータ３１及びＹモータ３６のトルクをフィードバック制御することで実行される。
【００３５】
図４は、Ｈポジション６５を傾倒操作の原点としてシフトレバー２に作用す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、図４（ａ）に示されるように、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方向への傾倒操作（ＹＨ＋〜ＹＨ−）と、第３の操作許容エリア６７ｃに沿うＸ方向への傾倒操作（ＸＨ＋〜ＸＨ−）を考える。
【００３６】
図４（ｂ）は、Ｙ方向へのシフトレバー２の傾倒操作量であるＹストローク（ＹＨ＋〜ＹＨ−）を縦軸として、これに対するＹモータ３６に生じさせるトルクとの関係（ＹＨ軸における力覚パターン）を示すグラフである。
【００３７】
図４（ｂ）の力覚パターンによると、シフトレバー２のストロークがＹＨ＋側にあるとき、これとは逆向き（下方向）の反力がシフトレバー２に作用するようにＹモータ３６のトルクが制御される。また、シフトレバー２のストロークがＹＨ−側にあるとき、これとは逆向き（上方向）の反力がシフトレバー２に作用するようにＹモータ３６のトルクが制御される。したがって、第２の操作許容エリア６７ｂにあるシフトレバー２には、Ｈポジション６５を中心に自動復帰する方向に力が作用する。
【００３８】
また、図４（ｂ）によれば、シフトレバー２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−側への傾倒操作に対しては、Ｙモータ３６のトルクが最大（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から更に下へシフトレバー２を傾倒させようとしても、シフトレバー２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を逸脱するような傾倒操作が防止される。
【００３９】
図４（ｃ）は、Ｘ方向へのシフトレバー２の傾倒操作量であるＸストローク（ＸＨ＋〜ＸＨ−）を横軸として、これに対するＸモータ３１に生じさせるトルクとの関係（ＸＨ軸における力覚パターン）を示すグラフである。図４（ｃ）によれば、シフトレバー２のストロークがＸＨ＋側にあるとき、これとは逆向き（左方向）の反力がシフトレバー２に作用するようにＸモータ３１のトルクが制御される。したがって、第３の操作許容エリア６７ｃにあるシフトレバー２には、Ｈポジション６５に自動復帰する方向に反力が作用する。
【００４０】
また、シフトレバー２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−側への傾倒操作に対しては、Ｘモータ３１のトルクが最大（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、操作者がシフトレバー２をＮポジション６２から更に右へ、またはＨポジション６５から更に左へ傾倒させようとしても、シフトレバー２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傾倒操作が防止される。
【００４１】
（操作フィーリングの調整動作）
次に、シフト装置１に備えられる操作フィーリングの調整を行う力覚調整手段による動作を説明する。なお、力覚調整手段による操作フィーリングの調整は、回転センサ３２，３７から得られるシフトレバー２の操作状態と選択手段８０の選択状態とに基づいて、力覚制御部５０のＣＰＵがメモリ５１に記憶された力覚パターンデータ５２のうち選択された力覚パターンを参照しながらＸモータ３１及びＹモータ３６のトルクをフィードバック制御することで実行される。
【００４２】
［第１の実施の形態］
図５は、第２の操作許容エリア６７ｂに沿ってＹ方向へのシフトレバー２の傾倒操作量（Ｙストローク）に対するＹモータ３６に生じさせるトルクとの関係（ＹＨ軸における力覚パターンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３）を示すグラフである。なお、図５は、図４（ｂ）のＹＨ＋側の力覚パターンを詳細に示す図でもある。また、ここでは、特にモーメンタリ動作（自動復帰動作）が適用されるＨポジション６５から＋ポジション６４間のシフト操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンについて説明する。図５に示される力覚パターンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３のそれぞれは、シフトレバー２のＹストロークに対する反力のカーブ特性の傾きが主に異なっている。
【００４３】
シフトレバー２に設けられる選択手段８０の一例としては、３つの選択位置の何れかをノブの回転操作で切り換え可能な回転スイッチである。この例では、力覚制御部５０は、回転スイッチの操作位置に応じて、Ｈポジション６５から＋ポジション６４に至るまでの力覚パターンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３の何れかを順次設定する。そして、力覚制御部５０は、設定された力覚パターンに従ってシフトレバー２のストロークに応じた反力を発生させる。
【００４４】
また、選択手段８０の他の例としては、プッシュ操作の繰り返しにより３つの選択位置が順次切り換わるオルタネートスイッチである。この例では、力覚制御部５０は、オルタネートスイッチによる選択位置に応じて、Ｈポジション６５から＋ポジション６４に至るまでの力覚パターンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３の何れかを順次設定する。そして、力覚制御部５０は、設定された力覚パターンに従ってシフトレバー２のストロークに応じた反力を発生させる。
【００４５】
なお、メモリ５１に備えられる選択可能な力覚パターンは、図５に示されるように３つパターンに限定されない。発明を実施するにあたっては、備えられる力覚パターンの選択数に応じた数の選択位置を有する選択手段８０が採用される。また、選択可能な力覚パターンは、例えばＰ１１〜Ｐ１３の間で連続的に設定されるものでもよい。この場合、選択手段８０として可変抵抗器（ポテンショメータ）が採用されるのが望ましい。力覚制御部５０は、可変抵抗器の抵抗値に応じて、Ｈポジション６５から＋ポジション６４に至るまでの力覚パターンＰ１１〜Ｐ１３のレベルを設定する。そして、力覚制御部５０は、設定された力覚パターンに従ってシフトレバー２のストロークに応じた反力を発生させる。
【００４６】
このように、力覚調整手段が選択手段８０の選択状態に応じて力覚パターンを変更することで、操作者が好む操作フィーリングに調整することができる。なお、＋ポジション６４側への操作に限らず、モーメンタリ動作する−ポジション６６側への操作、並びに、第１及び第２の操作許容エリア６７ａ，６７ｂに沿うシフト操作においても、選択手段８０による力覚パターンの選択が可能とされる。
【００４７】
［第２の実施の形態］
図６は、図５と同様に、第２の操作許容エリア６７ｂに沿ってＹ方向へのシフトレバー２の傾倒操作量（Ｙストローク）に対するＹモータ３６に生じさせるトルクとの関係（ＹＨ軸における力覚パターンＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３）を示すグラフである。なお、ここでは、特にモーメンタリ動作（自動復帰動作）するＨポジション６５から＋ポジション６４間のシフト操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンについて説明する。図６の実施の形態では、＋ポジション６４に至る節度感に関連するＹモータ３６のトルク変化の大きさ（ピーク値）が力覚パターンＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３のそれぞれで異なっている。
【００４８】
シフトレバー２に設けられる選択手段８０の一例としては、３つの選択位置の何れかをノブの回転操作で切り換え可能な回転スイッチである。この例では、力覚制御部５０は、回転スイッチの操作位置に応じて、＋ポジション６４にて節度感を与える力覚パターンＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３の何れかを順次設定する。そして、力覚制御部５０は、設定された力覚パターンに従った強さの節度感をシフトレバー２に発生させる。
【００４９】
また、選択手段８０の他の例としては、プッシュ操作の繰り返しにより３つの選択位置が順次切り換わるオルタネートスイッチである。この例では、力覚制御部５０は、オルタネートスイッチによる選択位置に応じて、＋ポジション６４にて節度感を与える力覚パターンＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３の何れかを順次設定する。そして、力覚制御部５０は、設定された力覚パターンに従った強さの節度感をシフトレバー２に発生させる。
【００５０】
なお、メモリ５１に備えられる選択可能な力覚パターンは、図６に示されるように３つパターンに限定されない。発明を実施するにあたっては、備えられる力覚パターンの選択数に応じた数の選択位置を有する選択手段８０が採用される。また、選択可能な節度感の強度に対応付けられる力覚パターンは、例えばＰ２１〜Ｐ２３の間で連続的に設定されるものでもよい。この場合、選択手段８０として可変抵抗器（ポテンショメータ）が採用されるのが望ましい。力覚制御部５０は、可変抵抗器の抵抗値に応じて、＋ポジション６４において節度感の強さに対応付けられるトルク変化のピーク値のレベル（力覚パターンＰ２１〜Ｐ２３）を設定する。そして、力覚制御部５０は、設定された力覚パターンに従った強さの節度感をシフトレバー２に生じさせる。
【００５１】
このように、力覚調整手段が選択手段８０の選択状態に応じて力覚パターンを変更することで、操作者が好む強さの節度感に調整することができる。また、＋ポジション６４以外の−ポジション６６、Ｎポジション６２、Ｒポジション６１及びＤポジション６３等の他のシフトポジションにおける節度感の強さについても、選択手段８０により同様に調整可能とされる。
【００５２】
なお、シフトレバー２がＨポジション６５に向かう戻り方向に移動する際には、トルクが単調に減衰するように力覚パターンにヒステリシス（図示略）が与えられている。戻りの操作に対しては節度感を発生させないことで、操作者にシフトチェンジしたことを力覚でも認識できるようにしている。
【００５３】
また、第１及び第２の実施の形態において、選択手段８０を上記スイッチ類が２個以上からなるもの、または上記２種類以上のタイプのスイッチ類を含めて組み合わせてなるもので構成して、トルクの傾き特性及び節度感に対応付けられるトルク変化の大きさをそれぞれ個別に調整できるようにしてもよい。
【００５４】
（実施の形態による効果）
上述した第１及び第２の実施の形態によれば、操作者は、選択手段８０の選択状態を切り換えることにより、シフトレバー２の操作フィーリングを好みのフィーリングに容易・簡便に調整することができる。これにより、力覚付与型のシフト装置１において操作性の向上や操作者の疲労の低減等を図ることができる。
【００５５】
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。
【００５６】
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７は、シフトレバー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。
【００５７】
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４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、シフトレバー２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、シフトレバー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。
【００５８】
これに対して、本実施の形態において、シフトレバーをステーショナリ動作で制御することも可能である。図８は、力覚付与型のシフト装置において、ホーム（Ｈ）ポジションを傾倒操作の原点としてシフトレバーに作用する力覚パターンを例示するものであって、シフトレバー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８（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、シフトレバー２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、シフトレバー２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４で示す力覚パターンを図８に示すような力覚パターンに変更することにより、シフトレバー２のステーショナリ動作での制御も対応可能である。
【００５９】
図９は、図５で示した第１の実施の形態をステーショナリ動作で制御する場合の力覚パターンの例示図であって、ホーム（Ｈ）ポジションからシフトアップ（＋）ポジション間の傾倒操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。また、図１０は、図６で示した第２の実施の形態をステーショナリ動作で制御する場合の力覚パターンの例示図であって、ホーム（Ｈ）ポジションからシフトアップ（＋）ポジション間の傾倒操作に関連して、選択可能な複数の力覚パターンを例示する図である。上記示したように、モーメンタリ動作での力覚パターンをステーショナリ動作の制御に対応したパターンに変更することにより、第１及び第２の実施の形態においてシフトレバーのステーショナリ動作での制御も対応可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１…シフト装置、２…シフトレバー、２ａ…把持部、２ｂ…支持摺動部、２ｃ…支柱部、３…ジョイスティック機構部、４…ケース部材、４ａ…ケースフレーム、４ｂ…案内ドーム、４ｃ…開口、１１…シャフト、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、２６…セクターギア、２６ａ…ギア歯、３１…Ｘモータ、３１ａ…モータギア、３２…回転センサ、３６…Ｙモータ、３６ａ…モータギア、３７…回転センサ、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、６９…シフトレバーの操作可能な全領域、７０…安全管理装置、８０…選択手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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