(57)【要約】【課題】悪路走行などのように車両自身の振動が大きい状況でも正確に把持検出可能なステアリング把持検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】ステアリング把持検出装置１０は、ステアリングホイール１２の回転方向に加振する加振器２０と、ステアリングホイール１２の回転軸に対して対称に設けられ、ステアリングホイール１２の振動を検出する一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂと、加振器２０によってステアリングホイール１２を加振した場合の一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂの検出結果の差分を用いて、乗員によるステアリングホイール１２の把持を判定する制御部２４と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの回転方向に加振する加振部と、
前記ステアリングホイールの回転軸に対して対称に設けられ、前記ステアリングホイールの振動を検出する一対の検出部と、
前記加振部によって前記ステアリングホイールを加振した場合の前記一対の検出部の検出結果の差分を用いて、乗員による前記ステアリングホイールの把持を判定する判定部と、
を含むステアリング把持検出装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記差分が予め定めた閾値以下の場合に、乗員が前記ステアリングホイールを把持していると判定する請求項１に記載のステアリング把持検出装置。
【請求項３】
前記一対の検出部は、前記ステアリングホイールの周上で、かつスポーク部の延長線上に設けた請求項１又は請求項２に記載のステアリング把持検出装置。
【請求項４】
前記加振部は、前記ステアリングホイールの外周に設けた請求項１〜３の何れか１項に記載のステアリング把持検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員によるステアリングホイールの把持を検出するステアリング把持検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗員によるステアリングホイールの把持を検出する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、ステアリングホイールの振動を検出する第１の振動センサ、及びステアリングコラムの振動を検出する第２の振動センサの検出結果からステアリングホイールの共振周波数と振動伝達レベルとを演算し、車両の運転者がステアリングホイールを保持していない手放し状態における共振周波数及び振動伝達レベルを手放し状態閾値として記憶し、その演算結果と記憶された手放し状態閾値とに基づいて、ステアリングホイールが手放し状態であるか否かを判定することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８４６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、ステアリングホイールとステアリングコラムの共振周波数及び振動伝達レベルを用いて保舵状態を検出（把持判定）しているが、車両自身の振動を振動源としているため、悪路走行などの走行状態によって振動の大きさが変化してしまう。そのため、悪路走行などのように車両自身の振動が大きい状況において正確な把持判定を行うためには改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、悪路走行などのように車両自身の振動が大きい状況でも正確に把持検出可能なステアリング把持検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の態様は、ステアリングホイールの回転方向に加振する加振部と、前記ステアリングホイールの回転軸に対して対称に設けられ、前記ステアリングホイールの振動を検出する一対の検出部と、前記加振部によって前記ステアリングホイールを加振した場合の前記一対の検出部の検出結果の差分を用いて、乗員による前記ステアリングホイールの把持を判定する判定部と、を含む。
【０００８】
第１の態様によれば、加振部によってステアリングホイールは回転方向に加振され、ステアリングホイールの振動が一対の検出部によって検出される。ここで、一対の検出部は、ステアリングホイールの回転軸に対して対称に設けられている。
【０００９】
そして、判定部では、加振部によってステアリングホイールを加振した場合の一対の検出部の検出結果の差分を用いて、乗員によるステアリングホイールの把持が判定される。すなわち、ステアリングホイールの回転方向に加振するため、一対の検出部のうち一方の検出部の検出結果は、ステアリングホイール全体の運動の回転方向成分に加振部による回転振動が加算されたものとなる。一方、他方の検出部の検出結果は、ステアリングホイール全体の運動の回転方向成分から加振部による回転振動を差し引いたものとなる。従って、一対の検出結果の差分を求めることにより、加振部による回転振動が倍増した信号を得ることができ、ステアリングホイール全体の運転の回転方向成分（車両自身の振動）をノイズとして除去できる。これにより、悪路走行などのように車両自身の振動が大きい状況でも正確に把持検出が可能となる。
【００１０】
なお、判定部は、差分が予め定めた閾値以下の場合に、乗員がステアリングホイールを把持していると判定してもよい。
【００１１】
また、一対の検出部は、ステアリングホイールの周上で、かつスポーク部の延長線上に設けてもよい。
【００１２】
さらに、加振部は、ステアリングホイールの外周に設けてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、悪路走行などのように車両自身の振動が大きい状況でも正確に把持検出が可能なステアリング把持検出装置を提供できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係るステアリング把持検出装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るステアリング把持検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係るステアリング把持検出装置の制御部で行われる処理の流れ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】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るステアリング把持検出装置の一例を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るステアリング把持検出装置の概略構成を示す図であり、図２は、本実施形態に係るステアリング把持検出装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
ステアリング把持検出装置１０は、車両の操舵を行うステアリングホイール１２に設けられており、図示しない車両を運転操作する乗員が着座する座席（運転席）の車両前側に配置されている。
【００１７】
ステアリングホイール１２には、運転席の前側において車体に回転可能に支持されたステアリングシャフト１４が接続され、ステアリングシャフト１４を回転中心として回転可能とされている。車両は、ステアリングシャフト１４が回転されることで、ステアリングシャフト１４の回転に応じて操舵される。
【００１８】
ステアリングホイール１２は、フレーム（骨格）としての金属製の芯金（図示省略）を備えており、芯金がカバー部材１８によって被覆されることで加飾されている。カバー部材１８は、皮革（人工皮革）製、樹脂製、本杢製（木材製）の何れを適用してもよい。また、芯金を覆う樹脂製の基部が皮革材料によって被覆されていてもよい。また、樹脂製の基部に本杢製の加飾部品が嵌め込まれるなどして取付けられていてもよい。
【００１９】
また、本実施形態に係るステアリング把持検出装置１０は、加振部としての加振器２０、検出部としての一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂ、並びに、判定部としての制御部２４を備えている。加振器２０、振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂ、及び制御部２４は、カバー部材１８によって隠蔽されて、乗員からは視認不能とされている。
【００２０】
加振器２０は、振動を伝えやすいように、本実施形態では芯金に固定され、作動することにより、ステアリングホイール１２に振動を発生する。加振器２０は、例えば、モータや、ＬＲＡ（Linear Resonant Actuator）、圧電素子、ソレノイド、ボイスコイルアクチュエータ等のアクチュエータを適用して加振することができる。また、加振器２０は、ステアリングホイール１２の回転方向に振動を発生するように配置されている。本実施形態では、加振器２０は、ステアリングホイール１２の車両下側に設けられ、図１のＸ方向に振動を発生することにより、ステアリングホイール１２を回転方向に振動させる。また、加振器２０は、ステアリングホイール１２の外周に設けることにより、効率的にステアリングホイール１２を回転方向に振動させることが可能となる。なお、図１中のＸ−Ｙ平面は、ステアリングホイール１２が設けられた面とし、Ｚ方向は、Ｘ−Ｙ平面（紙面）に対して垂直方向とする。
【００２１】
一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂは、ステアリングホイール１２の回転軸に対して対称に配置され、ステアリングホイール１２の振動を検知する。本実施形態では、一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂは、スポーク部１６Ａの延長線上に設けられている。振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂは、例えば、加速度センサを適用して振動による加速度を検知する。なお、振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂは、加振器２０からの距離がそれぞれ等距離の位置に配置することが好ましい。
【００２２】
制御部２４は、ボス部１６Ｂに設けられ、加振器２０の作動を制御する共に、振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂの検知結果を取得し、乗員のステアリングホイール１２の把持判定を行う。
【００２３】
ところで、操舵操作をする際、乗員がステアリングホイール１２を把持すると、乗員の手や腕の質量が加わるため、ステアリングホイール１２の振動レベルが変化する。ステアリングホイール１２を振動させて振動レベルを検出することで乗員によるステアリングホイール１２の把持を検出可能である。例えば、ステアリングホイール１２にモータ等の加振器を設けて振動させて、振動を検知して周波数特性に変換する。周波数ｆは、以下に示す（１）となる。ステアリングホイール１２を把持すると質量ｍの増加により周波数が減少し、把持検出が可能となる。
【００２４】
【数１】
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【００２５】
しかしながら、ステアリングホイール１２の振動には、加振器２０による振動の他に、車両の走行によって発生する車両自身の振動が含まれる。悪路走行時などのように車両自身の振動が大きくなると、ステアリングホイール１２の把持検出に影響を及ぼす。
【００２６】
そこで、本実施形態では、制御部２４が、加振器２０によってステアリングホイール１２を回転方向に振動させる。そして、ステアリングホイール１２の回転軸に対して対称に設けた一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂの検知結果に基づいて、乗員によるステアリングホイール１２の把持判定を行う。本実施形態では、振動検知センサ２２Ａによって検知された信号Ｘａは、Ｘａ＝（ステアリングホイール１２全体の運動の回転方向成分）＋（加振器２０による回転振動）となる。一方、振動検知センサ２２Ｂによって検知された信号Ｘｂは、Ｘｂ＝（ステアリングホイール１２全体の運動の回転方向成分）−（加振器２０による回転振動）となる。従って、信号の差分を求めることにより、Ｘａ−Ｘｂ＝（加振器２０による回転振動）×２となり、車両自身の振動によるステアリングホイール１２全体の運動の回転方向成分をノイズとして除去できる。
【００２７】
また、制御部２４は、ステアリングホイール１２を乗員が把持していると判定すると、乗員によるステアリングホイール１２の把持が検出されたことを表す情報を出力する。制御部２４による把持検出の出力先としては、車両に設けられて車両の操舵制御を行う機能を備えた運転支援システムなどが挙げられる。なお、制御部２４による検出結果の出力先としては、運転支援システムに限らず、乗員がステアリングホイール１２を把持しているか否かの検出結果を必要とする（要求する）任意の出力先を適用できる。また、制御部２４は、ステアリングホイール１２を乗員が把持していないと判定すると、乗員がステアリングホイール１２を把持していないこと（非把持）を表す情報を出力する。
【００２８】
続いて、上述のように構成された本実施形態に係るステアリング把持検出装置１０の制御部２４で行われる具体的な処理について説明する。図３は、本実施形態に係るステアリング把持検出装置１０の制御部２４で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図３の処理は、ステアリングホイール１２の把持検出が必要な場合に開始する。一例としては、運転支援装置を作動する場合に開始する。
【００２９】
ステップ１００では、制御部２４が、加振器２０の作動を制御して、ステアリングホイール１２の振動を開始させてステップ１０２へ移行する。
【００３０】
ステップ１０２では、制御部２４が、一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂの検知結果を取得してステップ１０４へ移行する。
【００３１】
ステップ１０４では、制御部２４が、一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂの検知結果の差分を算出してステップ１０６へ移行する。すなわち、上述の差分Ｘａ−Ｘｂ＝（加振器２０による回転振動）×２を算出する。
【００３２】
ステップ１０６では、制御部２４が、差分結果が予め定めた閾値以下であるか否かを判定する。これにより、乗員によるステアリングホイール１２の把持を検出したか否かを判定し、該判定が否定された場合にはステップ１０８へ移行し、肯定された場合にはステップ１１０へ移行する。
【００３３】
ステップ１０８では、制御部２４が、乗員によるステアリングホイール１２の非把持が検出されたことを表す情報を出力してステップ１１２へ移行する。
【００３４】
ステップ１１０では、制御部２４が、乗員によるステアリングホイール１２の把持が検出されたことを表す情報を出力してステップ１１２へ移行する。
【００３５】
ステップ１１２では、制御部２４が、ステアリングホイール１２の把持を検出する処理の終了であるか否かを判定する。該判定は、例えば、処理を開始してから予め定めた時間が経過するなどして把持を検出する処理の終了するタイミングになったか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップ１０２に戻って上述の処理を繰り返して、判定が肯定された場合にはステップ１１４へ移行する。
【００３６】
ステップ１１４では、制御部２４が、加振器２０の作動を停止するように制御して、ステアリングホイール１２の振動を停止して一連の処理を終了する。
【００３７】
このように、本実施形態では、ステアリングホイール１２を回転方向に振動させ、ステアリングホイール１２の回転軸に対して対称に設けた一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂの検知結果の差分を用いて、乗員によるステアリングホイール１２の把持判定を行う。これにより、車両自身の振動がノイズとして除去されるので、悪路走行などのように車両自身の振動が大きい状況でも正確に乗員によるステアリングホイール１２の把持検出が可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂをステアリングホイール１２の周上で、かつスポーク部１６Ａの延長線上に設け、制御部２４をボス部１６Ｂに設けている。この配置とすることにより、振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂと制御部２４の配線が容易となる。また、スポーク部１６Ａ及びボス部１６Ｂに設けるカバー部材等により配線を隠すことが可能となる。
【００３９】
なお、上記の実施形態では、乗員によるステアリングホイール１２の把持検出と、非把持検出とを行う例を示したが、これに限るものではなく、何れか一方のみを検出する形態としてもよい。すなわち、上述のステップ１０８及びステップ１１０のうち一方は省略してもよい。
【００４０】
また、上記の実施形態では、ステアリングホイール１２の周上に加振器２０を設ける例を説明したが、加振器２０は他の位置に設けてもよい。例えば、ステアリングホイール１２の回転軸となるステアリングシャフト１４に設けて、ステアリングホイール１２を回転方向に振動させてもよい。
【００４１】
また、上記の実施形態では、振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂをステアリングホイール１２の周上で、かつスポーク部１６Ａの延長線上に設けた例を説明したが、振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂの配置は、これに限るものではない。ステアリングホイール１２の回転軸に対して対称の位置であれば、他の位置でもよい。また、他の位置に設ける場合においても一対の振動検知センサ２２Ａ、２２Ｂから加振器２０までそれぞれの距離を等距離の位置に配置することが好ましい。
【００４２】
また、上記の実施形態における制御部２４で行われる処理は、ソフトウエアの処理として説明したが、これに限るものではない。例えば、ハードウエアで行う処理としてもよいし、ハードウエアとソフトウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。
【００４３】
また、上記の実施形態における制御部２４で行われる処理は、プログラムとして記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。
【００４４】
さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
１０・・・ステアリング把持検出装置、１２・・・ステアリングホイール、２０・・・加振器、２２Ａ・・・振動検知センサ、２２Ｂ・・・振動検知センサ、２４・・・制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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