(57)【要約】【課題】複数の圧電センサと検知回路とを結ぶ検知ラインを容易にレイアウト可能な把持検出回路等を提供すること。【解決手段】環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールに設置される少なくとも一つの振動部と、前記リムに設置される複数の圧電センサと、前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、前記複数の圧電センサに共通に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する検知ラインと、前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、把持検出装置。【選択図】図１
2020040436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールに設置される少なくとも一つの振動部と、
前記リムに設置される複数の圧電センサと、
前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、
前記複数の圧電センサに共通に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する検知ラインと、
前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、把持検出装置。
【請求項２】
環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールに設置される少なくとも一つの振動部と、
前記リムに設置される複数の圧電センサと、
前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、
前記複数の圧電センサに個別に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する複数の検知ラインと、
前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記複数の検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、把持検出装置。
【請求項３】
前記複数の検知ラインは、前記複数のスポークのうち同じスポークを経由する、請求項２に記載の把持検出装置。
【請求項４】
前記複数の検知ラインは、前記複数のスポークのうち異なるスポークを経由する、請求項２に記載の把持検出装置。
【請求項５】
前記圧電センサは、同軸構造の圧電ラインであり、
前記検知ラインは、前記圧電ラインに接続される同軸ケーブルである、請求項１から４のいずれか一項に記載の把持検出装置。
【請求項６】
前記圧電センサは、前記リムの芯材を覆う基材に取り付けられた圧電ラインである、請求項１から５のいずれか一項に記載の把持検出装置。
【請求項７】
前記圧電センサは、前記基材に縫い付けられた圧電ラインである、請求項６に記載の把持検出装置。
【請求項８】
前記基材は、前記リムのトリムである、請求項７に記載の把持検出装置。
【請求項９】
前記基材は、前記芯材と前記リムのトリムとの間で前記芯材を覆う布である、請求項７に記載の把持検出装置。
【請求項１０】
前記圧電センサは、前記リムの正面側に設置される少なくとも一本の正面側圧電ラインと、前記リムの背面側に設置される少なくとも一本の背面側圧電ラインとを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の把持検出装置。
【請求項１１】
前記正面側圧電ラインは、前記ステアリングホイールを中立位置にした状態で前記ステアリングホイールを正面側からの視点で見ると、前記リムの右側に設置される少なくとも一本の右側圧電ラインと、前記リムの左側に設置される少なくとも一本の左側圧電ラインとを含む、請求項１０に記載の把持検出装置。
【請求項１２】
前記右側圧電ラインは、前記リムに接続される複数のスポークのうち右スポークを経由する検知ラインに接続され、
前記左側圧電ラインは、前記リムに接続される複数のスポークのうち左スポークを経由する検知ラインに接続される、請求項１１に記載の把持検出装置。
【請求項１３】
前記背面側圧電ラインは、前記リムに接続される複数のスポークのうち下スポークを経由する検知ラインに接続される、請求項１２に記載の把持検出装置。
【請求項１４】
前記駆動回路及び前記検知回路は、前記ステアリングホイールのうち前記リムに対して内側に位置する内側部分に設置される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の把持検出装置。
【請求項１５】
前記駆動回路及び前記検知回路は、前記内側部分のうち、前記リムに対して内側中央部に位置するハブに設置される、請求項１４に記載の把持検出装置。
【請求項１６】
前記振動部は、前記駆動回路及び前記検知回路が設置される領域と、前記リムとの間に設置される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の把持検出装置。
【請求項１７】
前記振動部は、前記ステアリングホイールのうち前記リムに対して内側中央部に位置するハブに設置される、請求項１から１５のいずれか一項に記載の把持検出装置。
【請求項１８】
前記振動部は、前記ステアリングホイールを中立位置にした状態で前記ステアリングホイールを正面側からの視点で見ると、ステアリングシャフトが挿入される孔を通り上下方向に伸びる仮想直線とクロスするように設置される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の把持検出装置。
【請求項１９】
前記振動部は、振動による把持検出と振動による注意喚起とに兼用される、請求項１から１８のいずれか一項に記載の把持検出装置。
【請求項２０】
環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールであって、
少なくとも一つの振動部と、
前記リムに設置される複数の圧電センサと、
前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、
前記複数の圧電センサに共通に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する検知ラインと、
前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、ステアリングホイール。
【請求項２１】
環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールであって、
少なくとも一つの振動部と、
前記リムに設置される複数の圧電センサと、
前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、
前記複数の圧電センサに個別に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する複数の検知ラインと、
前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記複数の検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、ステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持検出装置及びステアリングホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電振動子と圧電センサとを積層し同軸状に成型した検出手段と、前記圧電振動子に駆動信号を供給する発振子と、前記圧電センサの出力信号に基づき前記検出手段に印加される圧力を演算する圧力演算手段と、前記圧力演算手段の出力信号に基づき車載機器を制御するための制御信号を出力する制御手段とを備える、ステアリングスイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このステアリングスイッチ装置は、圧電振動子から伝播する振動の振動特性を圧電センサにより検出し、圧力印加により変化する前記振動特性に基づき圧力を演算し、演算した圧力値に基づき車載機器を制御するための制御信号を出力するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８２４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ステアリングホイールに形成される環状のリムに複数の圧電センサを設置することで、リムに対する乗員の把持状態を検出する場合がある。しかしながら、圧電センサの数が複数になると、複数の圧電センサとそれらの出力信号を検知する検知回路とを結ぶ検知ラインの配線レイアウトが複雑になりやすい。
【０００６】
そこで、本開示は、複数の圧電センサと検知回路とを結ぶ検知ラインを容易にレイアウト可能な把持検出回路及びステアリングホイールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、
環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールに設置される少なくとも一つの振動部と、
前記リムに設置される複数の圧電センサと、
前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、
前記複数の圧電センサに共通に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する検知ラインと、
前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、把持検出装置を提供する。
【０００８】
また、本開示は、
環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールに設置される少なくとも一つの振動部と、
前記リムに設置される複数の圧電センサと、
前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、
前記複数の圧電センサに個別に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する複数の検知ラインと、
前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記複数の検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、把持検出装置を提供する。
【０００９】
また、本開示は、
環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールであって、
少なくとも一つの振動部と、
前記リムに設置される複数の圧電センサと、
前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、
前記複数の圧電センサに共通に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する検知ラインと、
前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、ステアリングホイールを提供する。
【００１０】
また、本開示は、
環状のリムと前記リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールであって、
少なくとも一つの振動部と、
前記リムに設置される複数の圧電センサと、
前記リムに振動が伝播するように前記振動部を振動させる駆動回路と、
前記複数の圧電センサに個別に接続され、前記複数のスポークのうちいずれかのスポークを経由する複数の検知ラインと、
前記複数の圧電センサの出力信号の変化を前記複数の検知ラインを介して検知する検知回路とを備える、ステアリングホイールを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示技術の一態様によれば、複数の圧電センサと検知回路とを結ぶ検知ラインを容易にレイアウトできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ステアリングホイールの構成の一例を模式的に示す正面図である。
【図２】振動部の設置例を示す部分斜視図である。
【図３】圧電ライン及び検知ラインの設置例を示す図である。
【図４】圧電ラインと検知ラインとの接続例を示す図である。
【図５】圧電ラインの構成例を示す図である。
【図６】検知ラインの構成例を示す図である。
【図７】複数の圧電センサに共通に接続される検知ラインの接続例を模式的に示す図である。
【図８】複数の圧電センサに個別に接続される複数の検知ラインの接続例を模式的に示す図である。
【図９】把持検出システムの構成例を示すブロック図である。
【図１０】圧電ラインから出力される電圧信号の振動波形の一例を示す図である。
【図１１】把持検知方法の一例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、本開示に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向及びＺ軸に平行な方向を表す。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸とＹ軸を含む仮想平面、Ｙ軸とＺ軸とを含む仮想平面、Ｚ軸とＸ軸とを含む仮想平面を表す。
【００１４】
図１は、環状のリムと当該リムに接続される複数のスポークとが形成されるステアリングホイールの構成の一例を模式的に示す正面図である。図１に示されるステアリングホイール４０は、車両を操舵するために運転者により操作される操作部材である。ステアリングホイール４０は、例えば、リム５０、ハブ７０、右スポーク６１、左スポーク６２及び下スポーク６３を備える。
【００１５】
リム５０は、運転者に把持される環状の部分であり、例えば、円環状に形成された部分でもよいし、楕円等のその他の環状形状に形成された部分でもよい。リムは、グリップとも呼ばれる。
【００１６】
なお、ステアリングホイール４０において、「上」「下」「左」「右」は、ステアリングホイール４０を中立位置（車両を直進させる位置）にした状態で、ステアリングホイール４０を正面側（運転者側）からの視点で見たときの向きを表す。
【００１７】
ハブ７０は、リム５０に対して内側中央部に位置する部分である。ハブ７０には、車体側のステアリングシャフトが結合されるとともに、エアバッグモジュールが固定される。ハブ７０は、リム５０に対してステアリングシャフト側（運転者から見て奥側）にオフセットしている。ハブ７０には、ステアリングシャフトが挿入される孔７１が形成されている。
【００１８】
右スポーク６１は、ハブ７０の右側部とリム５０の右側部とを連結する部分である。左スポーク６２は、ハブ７０の左側部とリム５０の左側部とを連結する部分である。下スポーク６３は、ハブ７０の下側部とリム５０の下側部とを連結する部分である。なお、スポークの本数は、３本に限られず、例えば４本でもよい。
【００１９】
図１に示される下スポーク６３の数は、１本であるが、２本でもよい。この場合、下スポーク６３は、ハブ７０の右下部とリム５０の右下部とを連結する部分である右下スポークと、ハブ７０の左下部とリム５０の左下部とを連結する部分である左下スポークとを含む。
【００２０】
ステアリングホイール４０は、一つの振動部１０、複数の圧電センサ（図１には、６つの圧電ライン１２１〜１２６が例示）、複数の検知ライン（図１には、３本の検知ライン２７〜２９が例示）及び制御装置３０を備える。
【００２１】
振動部１０は、ステアリングホイール４０に設置され、図１では、ステアリングホイール４０のうちリム５０に対して内側に位置する内側部分に設置されている。振動部１０がそのような内側部分に設置される場合、振動部１０は、ハブ７０に設置されてもよいし、スポーク（図１の場合、下スポーク６３）に設置されてもよいし、ハブ７０とスポークとに亘って設置されてもよい。例えば図２に示されるように、振動部１０は、下スポーク６３に取り付けられ、モールディングされてもよい。振動部１０には、駆動ライン１１，１２が接続されている。
【００２２】
振動部１０は、制御装置３０（図１参照）から駆動ライン１１，１２を介して供給される駆動信号によって振動する。例えば、駆動ライン１１は、信号線であり、駆動ライン１２は、グランド線である。制御装置３０は、リム５０に振動が伝播する大きさで振動部１０を振動させる駆動信号を駆動ライン１１，１２を介して振動部１０に供給する。制御装置３０は、リム５０に対する乗員の把持状態を検出する期間では、リム５０を把持する乗員に振動を感じさせない程度の大きさで振動部１０が振動するように、一定の振幅且つ周波数で振動部１０を振動させる駆動信号を出力する。振動部１０で発生する振動は、ステアリングホイール４０の芯材（例えば、芯金）の全体に伝播する。振動部１０で発生した振動が芯材の全体に伝播するように、振動部１０は、芯材に接するように設置されることが好ましい。
【００２３】
振動部１０は、例えば、駆動信号が供給されることによって振動する圧電素子である。振動部１０は、バイモルフ型、積層型又はモノモルフ型のいずれの圧電素子でもよい。また、振動部１０は、圧電性高分子を利用するものでもよい。
【００２４】
振動部１０は、ステアリングホイール４０を中立位置にした状態でステアリングホイール４０を正面側からの視点で見ると、ステアリングシャフトが挿入される孔７１を通り上下方向に伸びる仮想直線７２とクロスするように設置されることが好ましい。これにより、振動部１０で発生した振動を、リム５０の左右両側に略均等に伝播させることができる。
【００２５】
複数の圧電ライン１２１〜１２６は、リム５０に設置される振動検知用の圧電センサである。複数の圧電ライン１２１〜１２６は、高分子圧電材を使う柔軟性のある圧電素子であり、印加される張力に応じた大きさの電圧信号を出力する。複数の圧電ライン１２１〜１２６は、リム５０の周方向に沿って敷設されており、振動部１０からステアリングホイール４０の芯材に伝播する振動の変化を検知する。複数の圧電ライン１２１〜１２６は、高感度のため、乗員が感じない微弱な振動でも検知可能である。
【００２６】
ステアリングホイール４０の芯材（特に、金属製の芯金）を伝播する振動は、減衰しやすいため、振動部１０から各圧電ラインまで振動が伝播する距離が長くなりすぎると、振動の検知感度が低下するおそれがある。検知感度の低下を抑えるため、振動部１０を振動させる駆動信号の電圧を高めると、消費電力が大きくなってしまう。逆に、振動部１０から各圧電ラインまで振動が伝播する距離が短すぎると、リム５０を把持する乗員は、振動部１０による把持検出用の振動を感じやすくなり、当該振動による違和感を乗員に与えるおそれがある。
【００２７】
しかし、振動部１０をスポーク（又は、スポークからハブ７０の周壁部７３に亘る領域）に設置することで、振動部１０をハブ７０の中央部に設置する場合に比べて、振動部１０から各圧電ラインまで振動が伝播する距離が短くなる。よって、振動部１０を振動させる駆動信号の電圧を高めなくても、各圧電ラインの振動の検知感度の低下を抑えることができる。また、振動部１０をスポーク（又は、スポークからハブ７０の周壁部７３に亘る領域）に設置することで、振動部１０をリム５０に設置する場合に比べて、振動部１０から各圧電ラインまで振動が伝播する距離が長くなる。よって、リム５０を把持する乗員は、振動部１０による把持検出用の振動を感じにくくなり、当該振動による違和感を乗員に与えるおそれが低減する。
【００２８】
例えば図１では、ステアリングホイール４０の正面視において、リム５０に設置される各圧電ラインとリム５０に対して内側部分に設置される制御装置３０との間に、振動部１０が設置されている。このような位置に振動部１０が設置されることで、検知感度の低下抑制と乗員の違和感緩和との両立を図ることができる。
【００２９】
また、複数の圧電ライン１２１〜１２６をリム５０の芯材に接触させることで、把持による振動波形の変化をダイレクトに検知できる。これにより、振動部１０を振動させる駆動信号の電圧を高めなくても、各圧電ラインの振動の検知感度の低下を抑えることができる。
【００３０】
また、複数の圧電ライン１２１〜１２６は、リム５０の芯材を覆う基材４５に取り付けられてもよい。複数の圧電ライン１２１〜１２６が基材４５に取り付けられることにより、複数の圧電ライン１２１〜１２６を基材４５を利用してリム５０の芯材に容易に取り付けでき、リム５０に伝播した振動を複数の圧電ライン１２１〜１２６によって精度良く検知できる。
【００３１】
基材４５は、例えば、リム５０のトリム（乗員が直接触れるカバー部）である。トリムは、リム５０の芯材よりも柔らかい素材によって形成されており、例えば、ウレタン樹脂等の弾性の樹脂材によって形成されている。複数の圧電ライン１２１〜１２６をトリムの内側に設置されることで、ステアリングホイール４０の外観デザインに与える影響を抑えることができる。また、複数の圧電ライン１２１〜１２６は、比較的細い糸状の素子のため、トリムの内側に縫い付けられてもよい。複数の圧電ライン１２１〜１２６をトリムの内側に縫い付けることで、複数の圧電ライン１２１〜１２６をトリムの内側に固定でき、複数の圧電ライン１２１〜１２６がトリムの内側で位置ずれすることを抑制できる。
【００３２】
基材４５は、例えば、リム５０の芯材とリム５０のトリムとの間で当該芯材を覆う布（以下、被覆布という）でもよい。被覆布は、型崩れが生じにくい点で、不織布が好ましいが、織布でもよい。複数の圧電ライン１２１〜１２６は、リム５０の芯材に接触するように、被覆布に取り付けられることが好ましい。また、複数の圧電ライン１２１〜１２６は、比較的細い糸状の素子のため、被覆布に縫い付けられてもよい。複数の圧電ライン１２１〜１２６を被覆布に縫い付けることで、複数の圧電ライン１２１〜１２６を被覆布に固定でき、複数の圧電ライン１２１〜１２６が芯材とトリムとの間で位置ずれすることを抑制できる。
【００３３】
基材４５は、例えば、リム５０の芯材とリム５０のトリムとの間で当該芯材を覆うフィルムでもよい。例えば、複数の圧電ライン１２１〜１２６を一対のフィルムで挟み、一対のフィルムのうちの一方のフィルムを接着テープ又は接着剤でリム５０の芯材又はトリムの内側に接着する。このように、基材４５がリム５０の芯材とリム５０のトリムとの間で当該芯材を覆うフィルムであることにより、複数の圧電ライン１２１〜１２６をフィルムに固定でき、複数の圧電ライン１２１〜１２６が芯材とトリムとの間で位置ずれすることを抑制できる。
【００３４】
圧電ライン１２１は、リム５０の正面側に設置される正面側圧電ラインである。圧電ライン１２１は、図１が示す正面視で見ると、リム５０の右側に設置される右側圧電ラインであり、より詳しくは、リム５０の右上側に設置される。圧電ライン１２１は、リム５０の右側部２１ｃからリム５０の上側部２１ａまでリム５０に沿って敷設されている。圧電ライン１２１は、リム５０の正面右上部分への乗員の接触を検知する。
【００３５】
圧電ライン１２２は、リム５０の正面側に設置される正面側圧電ラインである。圧電ライン１２２は、図１が示す正面視で見ると、リム５０の右側に設置される右側圧電ラインであり、より詳しくは、リム５０の右下側に設置される。圧電ライン１２１は、リム５０の右側部２１ｃからリム５０の下側部２１ｂまでリム５０に沿って敷設されている。圧電ライン１２２は、リム５０の正面右下部分への乗員の接触を検知する。
【００３６】
圧電ライン１２３は、リム５０の正面側に設置される正面側圧電ラインである。圧電ライン１２３は、図１が示す正面視で見ると、リム５０の左側に設置される左側圧電ラインであり、より詳しくは、リム５０の左上側に設置される。圧電ライン１２３は、リム５０の左側部２２ｃからリム５０の上側部２２ａまでリム５０に沿って敷設されている。圧電ライン１２３は、リム５０の正面左上部分への乗員の接触を検知する。
【００３７】
圧電ライン１２４は、リム５０の正面側に設置される正面側圧電ラインである。圧電ライン１２３は、図１が示す正面視で見ると、リム５０の左側に設置される左側圧電ラインであり、より詳しくは、リム５０の左下側に設置される。圧電ライン１２４は、リム５０の左側部２２ｃからリム５０の下側部２２ｂまでリム５０に沿って敷設されている。圧電ライン１２４は、リム５０の正面左下部分への乗員の接触を検知する。
【００３８】
圧電ライン１２５は、リム５０の背面側に設置される背面側圧電ラインである。圧電ライン１２５は、図１が示す正面視で透過的に見ると、リム５０の右側に設置される右側圧電ラインである。圧電ライン１２５は、リム５０の下側部２３ｃからリム５０の上側部２３ａまでリム５０に沿って敷設されている。圧電ライン１２５は、リム５０の背面右側部分への乗員の接触を検知する。
【００３９】
圧電ライン１２６は、リム５０の背面側に設置される背面側圧電ラインである。圧電ライン１２６は、図１が示す正面視で透過的に見ると、リム５０の左側に設置される左側圧電ラインである。圧電ライン１２６は、リム５０の下側部２３ｃからリム５０の上側部２３ｂまでリム５０に沿って敷設されている。圧電ライン１２６は、リム５０の背面左側部分への乗員の接触を検知する。
【００４０】
検知ライン２７は、制御装置３０と複数の圧電ライン１２１，１２２とを結ぶ線材である。検知ライン２７は、複数の圧電ライン１２１，１２２に右側部２１ｃで接続される一端と、制御装置３０に接続される他端とを有する。検知ライン２７は、複数の圧電ライン１２１，１２２に接続され、右スポーク６１を経由して制御装置３０に接続されている。
【００４１】
検知ライン２８は、制御装置３０と複数の圧電ライン１２３，１２４とを結ぶ線材である。検知ライン２８は、複数の圧電ライン１２３，１２４に左側部２２ｃで接続される一端と、制御装置３０に接続される他端とを有する。検知ライン２８は、複数の圧電ライン１２３，１２４に接続され、左スポーク６２を経由して制御装置３０に接続されている。
【００４２】
検知ライン２９は、制御装置３０と複数の圧電ライン１２５，１２６とを結ぶ線材である。検知ライン２９は、複数の圧電ライン１２５，１２６に下側部２３ｃで接続される一端と、制御装置３０に接続される他端とを有する。検知ライン２９は、複数の圧電ライン１２５，１２６に接続され、下スポーク６３を経由して制御装置３０に接続されている。
【００４３】
制御装置３０は、複数の圧電ライン１２１，１２２の夫々の出力信号の変化を検知ライン２７を介して検知する。制御装置３０は、複数の圧電ライン１２３，１２４の夫々の出力信号の変化を検知ライン２８を介して検知する。制御装置３０は、複数の圧電ライン１２５，１２６の夫々の出力信号の変化を検知ライン２９を介して検知する。
【００４４】
図３は、圧電ラインと検知ラインの設置例を示す図である。ステアリングホイール４０の芯材４３には、少なくとも一つの溝４６が形成されている。リム５０の芯材には、溝４６Ａが形成されており、左スポーク６２の芯材には、溝４６Ｂが形成されている。溝４６Ａと溝４６Ｂとは、リム５０の左側部２２ｃで相互にＴ字状に繋がっている。圧電ライン１２３，１２４を溝４６Ａに設置することで、溝４６Ａに対する圧電ライン１２３，１２４の位置ずれを抑えることができる。検知ライン２８を溝４６Ｂに設置することで、溝４６Ｂに対する検知ライン２８の位置ずれを抑えることができる。これらの設置形態は、圧電ライン１２１，１２２及び検知ライン２７の設置箇所にも、圧電ライン１２５，１２６及び検知ライン２９の設置箇所にも適用可能である。
【００４５】
図４は、圧電ラインと検知ラインとの接続例を示す図である。検知ライン２８の一端は、圧電ライン１２３，１２４の夫々の一端に、半田、カシメ又はコネクタ等の接合形態によって左側部２２ｃで接続されている。この接続形態は、圧電ライン１２１，１２２と検知ライン２７との接続箇所にも、圧電ライン１２５，１２６と検知ライン２９との接続箇所にも適用可能である。
【００４６】
図５は、圧電ラインの構成例を示す図である。上述の圧電ライン１２１〜１２６は、例えば、図５に示す圧電ライン２０と同じ構造を有する。圧電ライン２０は、内部導体２６と、内部導体２６を囲む圧電材２５と、圧電材２５を囲む外部導体２４とを備える同軸構造を有する。圧電ラインに印加された荷重に応じた電圧信号が内部導体２６から出力される。外部導体２４は、ノイズに対するシールドとして機能する。
【００４７】
図６は、検知ラインの構成例を示す図である。上述の検知ライン２７〜２９は、例えば、図６に示す同軸ケーブル１２７と同じ構造を有する。同軸ケーブル１２７は、内部導体２３と、内部導体２３を囲む外部導体２２と、外部導体２２を囲む被覆２１とを備える同軸構造を有する。内部導体２３と外部導体２２との間は、絶縁されている。
【００４８】
図７は、複数の圧電センサに共通に接続される検知ラインの接続例を模式的に示す図である。上述の検知ライン２８は、例えば、図７に示される検知ライン２８Ｃと同じ構造を有してもよい。図７に示される例では、検知ライン２８Ｃは、２本の圧電ライン１２３，１２４に共通に接続される一本の同軸ケーブルである。検知ライン２８Ｃは、図６に示す同軸ケーブル１２７と同じ構成を有し、２本の圧電ライン１２３，１２４は、図５に示す圧電ライン２０と同じ同軸構造を有する。
【００４９】
検知ライン２８Ｃの内部導体２３の一端は、２本の圧電ライン１２３，１２４の夫々の内部導体２６の一端に左側部２２ｃで接続され、検知ライン２８Ｃの内部導体２３の他端は、制御装置３０の検知端子３５にコネクタ３７を介して接続されている。検知ライン２８Ｃの外部導体２２の一端は、２本の圧電ライン１２３，１２４の夫々の外部導体２４の一端に左側部２２ｃで接続され、検知ライン２８Ｃの外部導体２４の他端は、制御装置３０のグランド端子３６にコネクタ３７を介して接続されている。検知端子３５及びグランド端子３６は、制御装置３０内部の検知回路３８に接続されている。
【００５０】
このように、検知ライン２８Ｃは、２本の圧電ライン１２３，１２４に共通に接続され、複数のスポーク６１〜６３のうち左スポーク６２を経由する。これにより、２本の圧電ライン１２３，１２４の夫々の出力信号の変化を検知するための信号線を、左スポーク６２にまとめて配線できるので、２本の圧電ライン１２３，１２４と検知回路３８とを結ぶ検知ライン２８を容易にレイアウトできる。検知回路３８は、２本の圧電ライン１２３，１２４の夫々の出力信号の変化を、２本の圧電ライン１２３，１２４に共通に接続される検知ライン２８を介して検知する。
【００５１】
上述の検知ライン２７も、図７に示される検知ライン２８Ｃと同じ構造を有してもよい。これにより、２本の圧電ライン１２１，１２２の夫々の出力信号の変化を検知するための信号線を、右スポーク６１にまとめて配線できるので、２本の圧電ライン１２１，１２２と検知回路３８とを結ぶ検知ライン２７を容易にレイアウトできる。検知回路３８は、２本の圧電ライン１２１，１２２の夫々の出力信号の変化を、２本の圧電ライン１２１，１２２に共通に接続される検知ライン２７を介して検知する。
【００５２】
上述の検知ライン２９も、図７に示される検知ライン２８Ｃと同じ構造を有してもよい。これにより、２本の圧電ライン１２５，１２６の夫々の出力信号の変化を検知するための信号線を、下スポーク６３にまとめて配線できるので、２本の圧電ライン１２５，１２６と検知回路３８とを結ぶ検知ライン２９を容易にレイアウトできる。検知回路３８は、２本の圧電ライン１２５，１２６の夫々の出力信号の変化を、２本の圧電ライン１２５，１２６に共通に接続される検知ライン２９を介して検知する。
【００５３】
図８は、複数の圧電センサに個別に接続される複数の検知ラインの接続例を模式的に示す図である。上述の検知ライン２８は、例えば、図８に示される検知ライン２８Ａ，２８Ｂを用いて構成される構造を有してもよい。図８に示される例では、検知ライン２８Ａは、１本の圧電ライン１２３に接続される一本の同軸ケーブルであり、検知ライン２８Ｂは、１本の圧電ライン１２４に接続される一本の同軸ケーブルである。２本の検知ライン２８Ａ，２８Ｂは、図６に示す同軸ケーブル１２７と同じ構成を有し、２本の圧電ライン１２３，１２４は、図５に示す圧電ライン２０と同じ同軸構造を有する。
【００５４】
検知ライン２８Ａの内部導体２３の一端は、１本の圧電ライン１２３の内部導体２６の一端に左側部２２ｃで接続され、検知ライン２８Ａの内部導体２３の他端は、制御装置３０の検知端子３５Ａにコネクタ３７Ａを介して接続されている。検知ライン２８Ａの外部導体２２の一端は、１本の圧電ライン１２３の外部導体２４の一端に左側部２２ｃで接続され、検知ライン２８Ａの外部導体２２の他端は、制御装置３０のグランド端子３６Ａにコネクタ３７Ａを介して接続されている。検知ライン２８Ｂの内部導体２３の一端は、１本の圧電ライン１２４の内部導体２６の一端に左側部２２ｃで接続され、検知ライン２８Ｂの内部導体２３の他端は、制御装置３０の検知端子３５Ｂにコネクタ３７Ｂを介して接続されている。検知ライン２８Ｂの外部導体２２の一端は、１本の圧電ライン１２４の外部導体２４の一端に左側部２２ｃで接続され、検知ライン２８Ｂの外部導体２２の他端は、制御装置３０のグランド端子３６Ｂにコネクタ３７Ｂを介して接続されている。検知端子３５Ａ，３５Ｂ及びグランド端子３６Ａ，３６Ｂは、制御装置３０内部の検知回路３８に接続されている。
【００５５】
このように、検知ライン２８Ａ，２８Ｂは、２本の圧電ライン１２３，１２４に個別に接続され、複数のスポーク６１〜６３のうち互いに同じ左スポーク６２を経由する。これにより、２本の圧電ライン１２３，１２４の夫々の出力信号の変化を検知するための信号線を、左スポーク６２にまとめて配線できるので、２本の圧電ライン１２３，１２４と検知回路３８とを結ぶ検知ライン２８を容易にレイアウトできる。検知回路３８は、２本の圧電ライン１２３，１２４の夫々の出力信号の変化を、２本の圧電ライン１２３，１２４に個別に接続される２本の検知ライン２８Ａ，２８Ｂを介して検知する。
【００５６】
上述の検知ライン２７も、図８に示される検知ライン２８Ａ，２８Ｂを用いて構成される構造を有してもよい。これにより、２本の圧電ライン１２１，１２２の夫々の出力信号の変化を検知するための信号線を、右スポーク６１にまとめて配線できるので、２本の圧電ライン１２１，１２２と検知回路３８とを結ぶ検知ライン２７を容易にレイアウトできる。検知回路３８は、２本の圧電ライン１２１，１２２の夫々の出力信号の変化を、２本の圧電ライン１２１，１２２に個別に接続される２本の検知ラインを介して検知する。
【００５７】
上述の検知ライン２９も、図８に示される検知ライン２８Ａ，２８Ｂを用いて構成される構造を有してもよい。これにより、２本の圧電ライン１２５，１２６の夫々の出力信号の変化を検知するための信号線を、下スポーク６３にまとめて配線できるので、２本の圧電ライン１２５，１２６と検知回路３８とを結ぶ検知ライン２９を容易にレイアウトできる。検知回路３８は、２本の圧電ライン１２５，１２６の夫々の出力信号の変化を、２本の圧電ライン１２５，１２６に個別に接続される２本の検知ラインを介して検知する。
【００５８】
また、図１において、検知ライン２７は、圧電ライン１２１，１２２に接続され、複数のスポーク６１〜６３のうち右スポーク６１を経由する。一方、検知ライン２８は、圧電ライン１２３，１２４に接続され、複数のスポーク６１〜６３のうち左スポーク６２を経由する。つまり、２本の検知ライン２７，２８は、複数のスポーク６１〜６３のうち互いに異なるスポークを経由する。これにより、右側設置の圧電ライン１２１，１２２の夫々の出力信号の変化を検知するための信号線と、左側設置の圧電ライン１２３，１２４の夫々の出力信号の変化を検知するための信号線とを、左右別々のスポークに分けて配線できる。よって、検知ライン２７，２８を容易にレイアウトできる。
【００５９】
同様に、２本の検知ライン２８，２９は、複数のスポーク６１〜６３のうち互いに異なるスポークを経由するので、検知ライン２８，２９を容易にレイアウトできる。同様に、２本の検知ライン２７，２９は、複数のスポーク６１〜６３のうち互いに異なるスポークを経由するので、検知ライン２７，２９を容易にレイアウトできる。
【００６０】
図９は、把持検出システムの構成例を示す図である。図９に示す把持検出システムは、ステアリングホイール４０と、ステアリングホイール４０に搭載される把持検出装置１００とを備える。把持検出装置１００は、制御装置３０と、圧電素子によって振動する振動部１０と、振動検知用の圧電ライン２０とを有する。圧電ライン２０には、上述の複数の圧電ライン１２１〜１２６が含まれている。制御装置３０は、例えば、駆動回路３１及び検知回路３８を内蔵するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。
【００６１】
駆動回路３１は、リム５０に振動が伝播するように振動部１０を振動させる上述の駆動信号を出力する。検知回路３８は、圧電ライン２０に含まれる上述の圧電ライン１２１〜１２６の出力信号の変化を上述の検知ライン２７〜２９を介して検知する。
【００６２】
検知回路３８は、例えば、信号処理部３２、ＡＤ（analog to digital）変換部３３と、演算処理部３４とを有する。信号処理部３２は、圧電ライン２０から出力されるアナログの出力信号に含まれるノイズ（例えば、車両のエンジンや走行によるノイズ）をフィルタ処理によって除去する。ＡＤ変換部３３は、信号処理部３２によるフィルタ処理等の信号処理が施されたアナログの出力信号をデジタル信号に変換する。演算処理部３４は、デジタル信号に基づいて、リム５０に対する乗員の把持状態を検出し、その検出結果を外部装置に出力する。
【００６３】
駆動回路３１及び検知回路３８は、例えば、制御装置３０の同じ筐体に内蔵されてもよい。これにより、別々の筐体に配置される場合に比べて、駆動回路３１及び検知回路３８の配置が容易になる。制御装置３０は、外部からの衝撃をできるだけ回避できる点で、リム５０に対して内側中央部に位置するハブ７０に設置されることが好ましい。
【００６４】
図１０は、圧電ラインから出力される電圧信号の振動波形の一例を示す図である。駆動回路３１は、リム５０に振動が伝播するように振動部１０を一定の振幅及び周波数で振動させる。リム５０が乗員により把持されると、振動波形が変化する。検知回路３８は、この電圧信号の変化を検知することによって、リム５０が乗員により把持されているか否かを検知する。
【００６５】
図１１は、制御装置３０が実行する把持検知方法の一例を示す図である。
【００６６】
ステップＳ１０にて、制御装置３０は、振動発生用の圧電素子である振動部１０の動作確認を行う。制御装置３０は、一定の振幅ｖ及び一定の周波数ωの駆動信号を駆動回路３１から振動部１０に供給する。
【００６７】
ステップＳ２０にて、制御装置３０は、駆動ライン１１から検出される駆動信号の周波数ωがω１以上ω２以下の所定の正常範囲にあるか否か、及び、駆動ライン１１から検出される駆動信号の振幅ｖがｖ１以上ｖ２以下の所定の正常範囲にあるか否かを判定する。制御装置３０は、周波数ωと振幅ｖとの少なくとも一方が所定の正常範囲外にあると判定した場合、振動部１０又は駆動ライン１１，１２の異常を外部に知らせる異常信号を出力するための異常診断処理を行う（ステップＳ３０）。一方、制御装置３０は、周波数ωと振幅ｖとが両方とも所定の正常範囲内にあると判定した場合、ステップＳ４０の処理を実行する。
【００６８】
ステップＳ４０にて、制御装置３０の検知回路３８は、検知ライン２７〜２９の夫々から検出される出力信号の周波数ωがいずれもω１以上ω２以下の所定の正常範囲にあるか否かを判定する。また、ステップＳ４０にて、制御装置３０の検知回路３８は、検知ライン２７〜２９の夫々から検出される出力信号の振幅ｖがいずれもｖ１以上ｖ２以下の所定の正常範囲にあるか否かを判定する。検知回路３８は、周波数ωと振幅ｖとの少なくとも一方が所定の正常範囲外にあると判定した場合、各圧電ライン又は各検知ラインの異常を外部に知らせる異常信号を出力するための異常診断処理を行う（ステップＳ６０）。
【００６９】
一方、の検知回路３８は、周波数ωと振幅ｖとが両方とも所定の正常範囲内にあると判定した場合、出力信号の変化が、未把持状態と判定可能な範囲にあるのか、把持状態と判定可能な範囲にあるのかを判定する。検知回路３８は、リム５０が把持されていない状態（未把持状態）と判定した場合、ステップＳ４０の処理を再び実行する。検知回路３８は、リム５０が把持されている状態（把持状態）と判定した場合、ステップＳ７０の処理を実行する。
【００７０】
ステップＳ７０にて、検知回路３８は、所定時間（例えば、１秒）以上継続して出力信号の変化が把持状態と判定可能な範囲（把持状態範囲）にあるのか否かを判定する。検知回路３８は、出力信号の変化状態が所定時間以上継続する前に把持状態範囲から外れたことが検出された場合、ステップＳ４０の処理を再び実行する。一方、検知回路３８は、出力信号の変化状態が把持状態範囲にあることが所定時間以上継続していることが検出された場合、リム５０が乗員によって把持されていると確定する（ステップＳ４０）。具体的には、検知回路３８は、変化状態が把持状態範囲にあることが所定時間以上継続していることが検出された出力信号を出力する圧力ラインの設置箇所に、乗員が接触していると判定する。
【００７１】
以上、把持検出装置及びステアリングホイールを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００７２】
例えば、ステアリングホイール４０に設置される振動部１０の個数は、一つの限られず、複数でもよい。また、振動部１０は、圧電素子に限られず、振動モータや振動アクチュエータなどの他の振動発生体でもよい。
【００７３】
また、把持検出用の振動が、リムを把持する乗員に、不快感を与えないようであれば、振動部１０は、ステアリングホイール４０の環状のリム５０に設置されてもよい。
【００７４】
また、振動部１０は、振動による把持検出と振動による注意喚起とに兼用されてもよい。すなわち、駆動回路３１は、リム５０に対する乗員の把持状態を検出する場合、リム５０を把持する乗員に振動を感じさせない程度の大きさで振動部１０が振動するように、一定の振幅且つ周波数で振動部１０を振動させる駆動信号を出力する。一方、駆動回路３１は、リム５０を振動させることによってリム５０を把持する乗員に注意喚起を行う場合、リム５０を把持する乗員に振動を感じさせる程度の大きさで振動部１０が振動するように、振動部１０を振動させる駆動信号を出力する。これにより、把持検出用の振動部と注意喚起用の振動部とを共通化できるので、回路構成が簡素化する。例えば、振動による注意喚起は、居眠り、車線逸脱又は車両衝突予測など、乗員に注意喚起すべき事象が検出された場合に実行される。
【００７５】
制御装置３０は、各圧電ラインの出力信号に基づいて、手放し運転を検出してもよいし、運転者の脈拍を検出してもよいし、クラクションを発生させるための制御を行ってもよいし、それら以外の制御を行ってもよい。
【００７６】
また、リムの正面側に設置される正面側圧電ラインの本数は、複数本に限られず、１本でもよい。リムの背面側に設置される背面側圧電ラインの本数も、複数本に限られず、１本でもよい。リムの右側に設置される右側圧電ラインの本数も、複数本に限られず、１本でもよい。リムの左側に設置される左側圧電ラインの本数も、複数本に限られず、１本でもよい。
【００７７】
また、圧電センサは、圧電ラインに限らず、帯状の圧電フィルムでもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  振動部
１１，１２  駆動ライン
２０  圧電ライン
２１  被覆
２２  外部導体
２３  内部導体
２４  外部導体
２５  圧電材
２６  内部導体
２７〜２９  検知ライン
３０  制御装置
３１  駆動回路
３５  検知端子
３６  グランド端子
３７  コネクタ
３８  検知回路
４０  ステアリングホイール
４３  芯材
４５  基材
４６  溝
５０  リム
６１  スポーク
７０  ハブ
７１  孔
７２  仮想直線
８１〜８３  接続点
１００  把持検出装置
１２１〜１２６  圧電ライン
１２７  同軸ケーブル
【図１】
2020040436.tif 000003
【図２】
2020040436.tif 000004
【図３】
2020040436.tif 000005
【図４】
2020040436.tif 000006
【図５】
2020040436.tif 000007
【図６】
2020040436.tif 000008
【図７】
2020040436.tif 000009
【図８】
2020040436.tif 000010
【図９】
2020040436.tif 000011
【図１０】
2020040436.tif 000012
【図１１】
2020040436.tif 000013