(57)【要約】【課題】既存の部品を流用することでコストを抑制し、さらに、判定精度を高めることができるタッチ操作判定装置を提供する。【解決手段】タッチ操作判定装置２は、車両１のステアリング１０に設けられ、通電に基づいてステアリング１０を暖める左ヒータ線１３と、左ヒータ線１３に電気的に接続され、左ヒータ線１３に高周波信号Ｔ１を印加する発振部２０と、車両１の操作者がステアリング１０を把持しながらタッチ操作可能な位置に設けられ、操作者がステアリング１０を把持することによって左ヒータ線１３と操作者とによって発生する静電容量結合に基づいて左ヒータ線１３と電気的に接続する左タッチ電極２６と、左タッチ電極２６と電気的に接続され、左タッチ電極２６に対するタッチ操作による操作者と左タッチ電極２６とによる静電容量結合に基づく出力信号Ｒ１に基づいてタッチ操作を判定するタッチ判定部２９と、を備えて概略構成されている。【選択図】図２
2010023699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングに設けられ、通電に基づいて前記ステアリングを暖めるステアリングヒータと、
前記ステアリングヒータに電気的に接続され、前記ステアリングヒータに高周波信号を印加する発振部と、
前記車両の操作者が前記ステアリングを把持しながらタッチ操作可能な位置に設けられ、前記操作者が前記ステアリングを把持することによって前記ステアリングヒータと前記操作者とによって発生する第１の静電容量結合に基づいて前記ステアリングヒータと電気的に接続するタッチ電極と、
前記タッチ電極と電気的に接続され、前記タッチ操作による前記操作者と前記タッチ電極とによって発生する第２の静電容量結合に基づく出力信号に基づいて前記タッチ操作を判定する判定部と、
を備えたタッチ操作判定装置。
【請求項２】
前記発振部は、前記ステアリングヒータとの間に、供給源から前記ステアリングヒータに供給される直流電流が前記発振部に流れるのを阻止する直流カットフィルタと、前記発振部から出力された前記高周波信号が前記供給源に流れるのを阻止する交流カットフィルタと、を有する請求項１に記載のタッチ操作判定装置。
【請求項３】
前記ステアリングヒータは、前記ステアリングの左右に左ステアリングヒータ及び右ステアリングヒータとして設けられ、
前記タッチ電極は、前記左ステアリングヒータ側には左タッチ電極、右ステアリングヒータ側には右タッチ電極を有し、
前記判定部は、前記左タッチ電極及び前記右タッチ電極のそれぞれに対する前記タッチ操作を判定する請求項２に記載のタッチ操作判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ操作判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、車両のステアリングに設けられ、操作者の接触を検知する検知手段と、検知手段とは異なる位置に設けられ、操作者の接触を検知する副検知手段と、接触状態により変動する副検出手段の出力値に応じて、接触を判定するための所定の条件を補正する条件補正手段と、を備えたタッチスイッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このタッチスイッチによると、接触状態により変動する副検出手段の出力値に応じて、接触を判定するための所定の条件を補正することができるので、接触状態に最適な所定の条件の補正を行うことができる。
【特許文献１】特開２００６−３４７２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のタッチスイッチは、ステアリングに副検知手段を配置する場所の確保が困難であり、また、副検知手段を必要とするため、コスト高でもあった。
【０００５】
従って本発明の目的は、既存の部品を流用することでコストを抑制し、さらに、判定精度を高めることができるタッチ操作判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は上記目的を達成するため、車両のステアリングに設けられ、通電に基づいて前記ステアリングを暖めるステアリングヒータと、前記ステアリングヒータに電気的に接続され、前記ステアリングヒータに高周波信号を印加する発振部と、前記車両の操作者が前記ステアリングを把持しながらタッチ操作可能な位置に設けられ、前記操作者が前記ステアリングを把持することによって前記ステアリングヒータと前記操作者とによって発生する第１の静電容量結合に基づいて前記ステアリングヒータと電気的に接続するタッチ電極と、前記タッチ電極と電気的に接続され、前記タッチ操作による前記操作者と前記タッチ電極とによって発生する第２の静電容量結合に基づく出力信号に基づいて前記タッチ操作を判定する判定部と、を備えたタッチ操作判定装置を提供する。
【０００７】
（２）本発明は上記目的を達成するため、前記発振部は、前記ステアリングヒータとの間に、供給源から前記ステアリングヒータに供給される直流電流が前記発振部に流れるのを阻止する直流カットフィルタと、前記発振部から出力された前記高周波信号が前記供給源に流れるのを阻止する交流カットフィルタと、を有する前記（１）に記載のタッチ操作判定装置を提供する。
【０００８】
（３）本発明は上記目的を達成するため、前記ステアリングヒータは、前記ステアリングの左右に左ステアリングヒータ及び右ステアリングヒータとして設けられ、前記タッチ電極は、前記左ステアリングヒータ側には左タッチ電極、右ステアリングヒータ側には右タッチ電極を有し、前記判定部は、前記左タッチ電極及び前記右タッチ電極のそれぞれに対する前記タッチ操作を判定する前記（２）に記載のタッチ操作判定装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
このような発明によれば、既存の部品を流用することでコストを抑制し、さらに、判定精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明のタッチ操作判定装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。
【００１１】
[実施の形態]
（車両の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るタッチ操作判定装置を搭載した車両内部の概略図である。車両１は、図１に示すように、車両１の操舵装置の一部であり、左右に回転操作することで車両１の走行方向を変更することができ、主部１１、及び主部１１の周囲に設けられた略円形状のリング部１２とからなるステアリング１０と、運転者が車両１を運転するときに把持するリング部１２の内部に設けられ、通電に基づいて温度が上昇し、リング部１２を暖めることができるステアリングヒータとしての左ヒータ線１３及び右ヒータ線１４と、ステアリング１０の主部１１の左右に設けられ、運転者のタッチ操作に基づいて静電容量結合を行う左タッチ電極２６及び右タッチ電極２７と、を備えて概略構成されている。
【００１２】
（タッチ操作判定装置の構成）
図２は、本発明の実施の形態に係るタッチ操作判定装置に関するブロック図である。タッチ操作判定装置２は、図２に示すように、主に、発振部２０と、左ヒータ線１３と、右ヒータ線１４と、左タッチ電極２６と、右タッチ電極２７と、タッチ判定部（判定部）２９と、を備えて構成されている。
【００１３】
またタッチ操作判定装置２は、図２に示すように、コンデンサ２１と、インダクタ２２と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
発振部２０は、図２に示すように、左ヒータ線１３及び右ヒータ線１４との接続を所定の周期で切り替えるスイッチ部２００と接続され、一例として、１００ｋＨｚの高周波信号Ｔを生成し、スイッチ部２００を介して出力している。図２では、左ヒータ線１３を含む回路に印加される高周波信号をＴ１（＝Ｔ）、右ヒータ線１４を含む回路に印加される高周波信号をＴ２（＝Ｔ）としている。また、発振部２０及びスイッチ部２００は、後述するタッチ判定部２９によって制御されている。
【００１５】
コンデンサ（直流カットフィルタ）２１は、図２に示すように、供給源から左ヒータ線１３及び右ヒータ線１４に供給される直流電流がスイッチ部２００を介して発振部２０に流れるのを阻止している。
【００１６】
インダクタ（交流カットフィルタ）２２は、図２に示すように、スイッチ部２００を介して発振部２０から出力された高周波信号Ｔ１及びＴ２が、左ヒータ線１３及び右ヒータ線１４に直流電流を供給する供給源に流れるのを阻止している。
【００１７】
図２に示す寄生容量２３は、図２に示すように、ステアリング１０の芯金と左ヒータ線１３及び右ヒータ線１４とによって発生する寄生容量を示しており、その容量は、一例として、１０ｐＦ以上であり、芯金の形状等によって大きくばらつくことが知られている。芯金は、一例として、金属部材によって形成され、リング部１２の芯としてステアリング１０に設けられている。左ヒータ線１３及び右ヒータ線１４は、一例として、この芯金に巻きつけられている。
【００１８】
寄生容量２４は、図２に示すように、車両１のボディグランドとの間に発生する寄生容量であり、その容量は、一例として、１００ｐＦ以上であり、高周波信号においては、短絡と見なすことができる。
【００１９】
第１の結合容量２５は、運転者の手と左ヒータ線１３、及び運転者の手と右ヒータ線１４との間に発生する静電容量結合（第１の静電容量結合）に基づく静電容量Ｃ１であり、その静電容量Ｃ１は、一例として、０〜数ｐＦである。
【００２０】
左タッチ電極２６及び右タッチ電極２７は、一例として、導電性を有する金属部材によって板形状に形成され、そのタッチ操作される面は、一例として、保護膜によって覆われている。
【００２１】
第２の結合容量２８は、図２に示すように、一例として、運転者との手指と左タッチ電極２６及び右タッチ電極２７との間に発生する静電容量結合（第２の静電容量結合）に基づく静電容量Ｃ２である。
【００２２】
図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る運転者の手と左ヒータ線との静電容量Ｃ１の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、運転者の手指と左タッチ電極との静電容量Ｃ２の時間変化を示すグラフであり、（ｃ）は、発振部から出力される高周波信号Ｔの時間変化のグラフであり、（ｄ）は、左タッチ電極から出力される出力信号Ｒ１の時間変化のグラフであり、（ｅ）は、タッチ判定部によってＤＣ信号に変換された出力信号Ｒ１の時間変化のグラフである。図３（ａ）〜（ｅ）は、一例として、左タッチ電極２６に関するグラフであり、運転者が、ステアリング１０を把持している区間を把持区間、左タッチ電極２６にタッチ操作を行っている区間をタッチ操作区間として図中に示している。図３（ｄ）における出力信号Ｒ１の破線は、一例として、タッチ操作が行われる以前に左タッチ電極２６に発生する寄生容量や、タッチ判定部２９に入力する電波障害等によるノイズに起因するものである。
【００２３】
タッチ判定部２９は、一例として、図示しないオペアンプ、ダイオード及びＬＰＦ（Low-pass filter）を有し、これらによって出力信号Ｒ１及びＲ２を整流し、図３（ｅ）に示すＤＣ（Direct Current）信号に変換している。
【００２４】
タッチ判定部２９は、図３（ｅ）に示すように、タッチ操作がない区間は出力信号Ｒ１及びＲ２が入力せず、運転者がステアリング１０を把持し、右又は左タッチ電極２６、２７にタッチ操作を行って初めて出力信号Ｒ１又はＲ２が入力するので、タッチ操作に基づく第２の結合容量２８が小さいときであっても、タッチ操作の有無を容易に精度良く判定することができる。
【００２５】
（動作）
以下に、本実施の形態におけるタッチ操作判定装置に関する動作を各図を参照して詳細に説明する。運転者が、左タッチ電極２６に対してタッチ操作する場合について説明する。
【００２６】
運転者は、車両１に乗り込み、車両１の電源システムをオンすると、タッチ判定部２９は、所定の周期でスイッチ部２００を切り替えながら、発振部２０から図３（ｃ）に示すように、左ヒータ線１３に高周波信号Ｔ１、及び右ヒータ線１４に高周波信号Ｔ２を印加する。
【００２７】
タッチ操作判定装置２は、運転者がステアリング１０を把持するまでは、第１の結合容量２５が発生しないため、左又は右タッチ電極２６、２７に高周波信号Ｔ１又はＴ２が印加されず、図３（ｄ）に示すように、出力信号Ｒ１又はＲ２はタッチ判定部２９に入力しない。
【００２８】
続いて運転者がステアリング１０のリング部１２を左手で把持したとき、運転者の左手と左ヒータ線１３との間に静電容量結合が発生し、発振部２０、スイッチ部２００、コンデンサ２１及び左ヒータ線１３とで形成された回路と左タッチ電極２６とが、第１の結合容量２５を介して電気的に接続する。このとき、図３（ａ）に示すように、静電容量Ｃ１は、増加する。
【００２９】
運転者が、左タッチ電極２６に対してタッチ操作を行うとき、図３（ｂ）に示すように、静電容量Ｃ２が増加し、タッチ判定部２９には、図３（ｄ）に示す出力信号Ｒ１が入力する。
【００３０】
タッチ判定部２９は、入力した出力信号Ｒ１をＤＣ信号に変換し、この変換されたＤＣ信号は、図３（ｅ）に示すように、タッチ区間において大きくなるので、容易にタッチ操作を判定することができる。
【００３１】
タッチ判定部２９は、タッチ操作を判定すると、タッチ操作に割り当てられた処理を行う。なお、タッチ判定部２９は、右タッチ電極２７に対しても上記と同様にタッチ操作を判定することができる。
【００３２】
（効果）
（１）上記した実施の形態におけるタッチ操作判定装置２によれば、既存の左ヒータ線１３及び右ヒータ線１４を利用することができるので、新たに部品を組み込む必要がなく、配置する場所が少ないステアリング１０に搭載することが容易になる。
【００３３】
（２）上記した実施の形態におけるタッチ操作判定装置２によれば、新たに部品を組み込む必要がないので、コストを抑制することができる。
【００３４】
（３）上記した実施の形態におけるタッチ操作判定装置２によれば、ステアリング１０の芯金と左ヒータ線１３及び右ヒータ線１４との間の静電容量結合のばらつきに基づく回路の変更が必要ないので、設計がし易く、また、コストを抑えることができる。
【００３５】
（４）上記した実施の形態におけるタッチ操作判定装置２によれば、大きな寄生容量によるダイナミックレンジ越えが無く、精度の高いタッチ操作の判定を行うことができる。
【００３６】
（５）上記した実施の形態におけるタッチ操作判定装置２によれば、左、及び右タッチ電極２６、２７に対するタッチ操作を別々に判定することができる。
【００３７】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係るタッチ操作判定装置を搭載した車両内部の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るタッチ操作判定装置に関するブロック図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る運転者の手と左ヒータ線との静電容量Ｃ１の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）は、運転者の手指と左タッチ電極との静電容量Ｃ２の時間変化を示すグラフであり、（ｃ）は、発振部から出力される高周波信号Ｔの時間変化のグラフであり、（ｄ）は、左タッチ電極から出力される出力信号Ｒ１の時間変化のグラフであり、（ｅ）は、タッチ判定部によってＤＣ信号に変換された出力信号Ｒ１の時間変化のグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１…車両、２…タッチ操作判定装置、１０…ステアリング、１１…主部、１２…リング部、１３…左ヒータ線、１４…右ヒータ線、２０…発振部、２１…コンデンサ、２２…インダクタ、２３…寄生容量、２４…寄生容量、２５…第１の結合容量、２６…左タッチ電極、２７…右タッチ電極、２８…第２の結合容量、２９…タッチ判定部、２００…スイッチ部、Ｃ１、Ｃ２…静電容量、Ｒ１、Ｒ２…入力信号、Ｔ、Ｔ１、Ｔ２…高周波信号
【図１】
2010023699.tif 000003
【図２】
2010023699.tif 000004
【図３】
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