(57)【要約】【課題】車両のステアリングのホイール部に照明機能を備えた光学式の把持検出装置を提供する。【解決手段】車両のステアリング５０のホイール部５１に可視光の照射光Ｌを照射する発光部１０と、発光部１０に対応して配置され、発光部１０からの照射光Ｌを受光する受光部２０と、ホイール部５１への照明制御を行なうと共に、受光部２０の検出信号によりホイール部５１の把持検出制御を行なう制御部３０と、を有して把持検出装置を構成する。これにより、ホイール部の把持箇所を呈示する照明と把持検出を兼用する光学式の把持検出装置が可能となる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングのホイール部に可視光の照射光を照射する発光部と、
前記発光部に対応して配置され、前記発光部からの前記照射光を受光する受光部と、
前記ホイール部への照明制御を行なうと共に、前記受光部の検出信号により前記ホイール部の把持検出制御を行なう制御部と、
を有することを特徴とする把持検出装置。
【請求項２】
前記発光部及び前記受光部は、前記ホイール部に装着されることを特徴とする請求項１に記載の把持検出装置。
【請求項３】
前記発光部は、前記ホイール部に装着され、前記受光部は、前記ステアリングのスポーク部に装着されることを特徴とする請求項１に記載の把持検出装置。
【請求項４】
前記照射光は、所定の周波数で発光するパルス光であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の把持検出装置。
【請求項５】
前記照射光は、前記車両が自動運転から手動運転に移行する時に、前記ホイール部に照射されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の把持検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、把持検出装置に関し、特に、車両のステアリングに装着される光学式の把持検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、車両のステアリングに装着される把持検出装置がある（例えば、特許文献１参照）。この把持検出装置は、ステアリングのホイール部と、ステアリングのホイール部の環状部に装着される静電容量センサと、静電容量センサによる人体の近接検知に基づいて運転者がステアリングのホイール部を把持したか否かを判定する判定部とを備える把持検出装置であって、静電容量センサは、第１検知電極と、第１検知電極と沿う方向に延在し、第１検知電極と離間して配置される第２検知電極であって、第１検知電極と対向する対向部と対向しない非対向部とから構成される第２検知電極と、第１検知電極を変位可能に支持し、押圧力に応じて第１及び第２検知電極の間隔を変化させる絶縁材と、第１及び第２検知電極の一方に接続される静電容量検出回路とを備えて構成されている。
【０００３】
この把持検出装置によれば、運転者がステアリングのホイール部を把持してない状態（不用意な接触等）では、第１及び第２検知電極の何れか一方のみが静電容量検出回路に接続されている。また運転者がステアリングホールを把持（押圧接触）した状態では、第１検知電極を変位可能に支持する絶縁材によって第１検知電極が第２検知電極に接触し、第１及び第２検知電極が静電容量検出回路に接続される。そして、第２検知電極は第１検知電極と対向する対向部と対向しない非対向部を有するため、各検知電極の静電容量検出回路への接続状態が変わると、人体（指等）との間の静電容量を検知する電極面積が変化する。このため、運転者がステアリングのホイール部を把持（押圧接触）する前後で、静電容量検出回路から出力される検出値（静電容量値）に大きな差が生じ、静電容量値のみで把持（押圧接触）の有無を判定することが可能となり、運転者の不用意な接触による誤検知を防止できるとされている。
【０００４】
また、車両のステアリングのホイール部等の操舵ハンドルに配設した照明手段を利用して運転者に対する警告を行うステアリングのホイール部の照明装置がある（例えば、特許文献２参照）。このステアリングのホイール部照明装置は、車両のステアリングのホイール部の一部に配設された照明ユニットと、車両の運転状態としての運転者による操舵ハンドルの操作状態を検出する検出手段と、検出した車両の運転状態に基づいて照明ユニットの点灯状態を制御する制御手段とを備える。
【０００５】
このステアリングのホイール部照明装置によれば、照明ユニットは点灯したときの光によりステアリングのホイール部を照明するように構成され、安全運転状態を確保することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１９３６６８号公報
【特許文献２】特開２０１５−５４５６４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、特許文献１の把持検出装置は、運転者がステアリングのホイール部を把持しているかどうかの検出を行なうものであり、ステアリングのホイール部の照明機能は有していない。一方、運転者への注意喚起のために車両のステアリングのホイール部に照明手段を備える場合があり、特に、自動運転から手動運転への移行時にステアリングを照明で照らして握ることを促すニーズがある。また、特許文献１の把持検出装置と特許文献２のステアリングのホイール部照明装置を共にステアリングのホイール部に搭載するスペースに余裕がないという問題もある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、車両のステアリングのホイール部に照明機能を備えた光学式の把持検出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、車両のステアリングのホイール部に可視光の照射光を照射する発光部と、前記発光部に対応して配置され、前記発光部からの前記照射光を受光する受光部と、前記ホイール部への照明制御を行なうと共に、前記受光部の検出信号により前記ホイール部の把持検出制御を行なう制御部と、を有することを特徴とする把持検出装置を提供する。
【００１０】
［２］前記発光部及び前記受光部は、前記ホイール部に装着されることを特徴とする上記［１］に記載の把持検出装置であってもよい。
【００１１】
［３］また、前記発光部は、前記ホイール部に装着され、前記受光部は、前記ステアリングのスポーク部に装着されることを特徴とする上記［１］に記載の把持検出装置であってもよい。
【００１２】
［４］また、前記照射光は、所定の周波数で発光するパルス光であることを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の把持検出装置であってもよい。
【００１３】
［５］また、前記照射光は、前記車両が自動運転から手動運転に移行する時に、前記ホイール部に照射されることを特徴とする上記［１］から［４］のいずれかに記載の把持検出装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両のステアリングのホイール部に照明機能を備えた光学式の把持検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る把持検出装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る把持検出装置のステアリングの平面図である。
【図３】図３（ａ）は、図２における発光部、受光部の部分の拡大詳細図であり、図３（ｂ）は、発光部、受光部の回路構成の一例を示す回路構成図である。
【図４】図４は、発光部を駆動させる発光信号Ｓ１の信号波形である。
【図５】図５（ａ）は、発光部が発光して照明機能を発揮している状態のステアリングの平面図であり、図５（ｂ）は、運転者がホイール部を把持した状態で発光部及び受光部が把持検出機能を発揮している状態のステアリングの平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る把持検出装置をホイール部の把持箇所を呈示する照明と把持検出に兼用する場合の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る把持検出装置を自動運転車に適用した場合において、把持検出装置をホイール部の把持箇所を呈示する照明と把持検出に兼用する場合の動作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】
【００１６】
（本発明の実施の形態）
本実施の形態に係る把持検出装置１は、車両のステアリング５０のホイール部５１に可視光の照射光Ｌを照射する発光部１０と、発光部１０に対応して配置され、発光部１０からの照射光Ｌを受光する受光部２０と、ホイール部５１への照明制御を行なうと共に、受光部２０の検出信号によりホイール部５１の把持検出制御を行なう制御部３０と、を有して構成されている。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係る把持検出装置の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、発光部１０は制御部３０に接続され、受光部２０も制御部３０に接続されている。制御部３０がステアリング５０に搭載されずに車両本体側に搭載されている場合は、発光部１０、受光部２０は、ステアリングロールコネクタ等の接続手段により制御部３０に接続されている。また、制御部３０は、例えば、ＬＩＮ、ＣＡＮ等の車載ＬＡＮを介して、車両の自動運転ＥＣＵ２００と接続されている。
【００１８】
（発光部１０）
図２は、本発明の実施の形態に係る把持検出装置のステアリングの平面図である。発光部１０は、図２に示すように、ホイール部５１の一部に装着されている。本実施の形態では、ホイール部５１の左右それぞれに装着されている。この装着位置は、例えば、スポーク部５２よりも少し上の運転者が視認しやすく把持しやすい位置である。なお、発光部１０は、運転者が把持する可能性がある箇所や把持を促す箇所等、必要な位置、任意の位置に装着することができる。
【００１９】
発光部１０は、可視光を発光するＬＥＤである。その他、可視光であれば有機ＥＬ等の光源を使用してもよい。この発光部１０は、可視光である照射光Ｌを照射してホイール部５１の照明として機能すると共に、後述する受光部２０のオンオフ信号のトリガとなる入力信号として機能する。
【００２０】
（受光部２０）
受光部２０は、発光部１０に対応した位置、例えば、図２に示すように、発光部１０に隣接した位置に装着されている。この装着位置は、例えば、運転者がスポーク部５２を手指により把持した場合に発光部１０からの照射光Ｌが把持した状態の手指により反射して受光部２０に入射する位置関係になっていればよい。したがって、受光部２０は発光部１０から離間した位置であっても照射光Ｌを受光できる位置であれば配置可能である。なお、受光部２０は、照射光Ｌ（可視光）の波長に受光感度を有する受光特性を有するフォトダイオード、フォトトランジスタを使用する。なお、画像を撮像するイメージセンサを受光部２０としてもよい。
【００２１】
（制御部３０）
制御部３０は、例えば、プログラムに従って、演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。また、発光部１０へ発光信号Ｓ１を供給するための信号生成回路部、電流を供給するためのドライバ部、信号の入出力を行なうインターフェース部等を備えている。また、受光部２０から入力される検出信号Ｓ２に基づいて、フィルタ処理部、後述する動作フローを実行するためのプログラムを記憶する記憶部等を備えている。
【００２２】
図３（ａ）は、図２における発光部、受光部の部分の拡大詳細図であり、図３（ｂ）は、発光部、受光部の回路構成の一例を示す回路構成図である。図３（ａ）に示すように、発光部１０の発光素子１１から照射光Ｌが照射される。受光部２０は、発光部１０に隣接して配置されているが、図３（ａ）に示す状態では受光素子２１には照射光Ｌは入射しない。一方、発光部１０、受光部２０に反射体、例えば、手指等が接近すると、照射光Ｌは反射により受光素子２１に入射する。
【００２３】
図３（ｂ）に示すように、本実施の形態では発光素子１１はＬＥＤであって、ダイオードＤｉで表される。このダイオードＤｉ近接して配置される受光素子２１はフォトトランジスタＴｒで表される。ダイオードＤｉは、制御部３０から入力される発光信号Ｓ１によりゲートトランジスタＱを介してオンオフ制御され、電源電圧Ｖｃｃから電源が供給される。また、フォトトランジスタＴｒは、電源電圧Ｖｃｃから電源が供給され、抵抗Ｒを介してグランドＧＮＤに接続されている。抵抗Ｒの端子電圧は、検出信号Ｓ２として制御部３０に出力される。
【００２４】
図４は、発光部を駆動させる発光信号Ｓ１の信号波形である。ｔ１からｔ２の期間を発光期間Ｔとする。この発光期間Ｔにおいて、発光信号Ｓ１の信号波形は、発光周波数ｆで電圧Ｖ０のパルス状とされている。これにより、発光部１０は、発光周波数ｆで照射光Ｌを照射する。発光周波数ｆは、照射光Ｌが連続光として視認できる程度の周波数に設定され、例えば、１００Ｈｚに設定される。人間（運転者）は、この発光周波数ｆにより点灯する照射光Ｌを点滅と認識できないので、違和感のない照明として機能する。
【００２５】
図３（ｂ）で示したフォトトランジスタＴｒには、照射光Ｌに対応するパルス電流が流れ、これが検出信号Ｓ２となる。この検出信号Ｓ２は、制御部３０においてフィルタ処理等を行なうことにより、発光信号Ｓ１に対応する信号のみを検出することができる。これにより、受光素子２１での照射光Ｌの受光の有無を検出できる。また、検出信号Ｓ２が発光周波数ｆに対応する信号として検出できることから、外乱光に強い高精度な検出が可能である。
【００２６】
（把持検出装置１の動作）
図５（ａ）は、発光部が発光して照明機能を発揮している状態のステアリングの平面図であり、図５（ｂ）は、運転者がホイール部を把持した状態で発光部及び受光部が把持検出機能を発揮している状態のステアリングの平面図である。
【００２７】
図５（ａ）に示すように、発光部１０が発光して照明機能を発揮している状態では、運転者は照射光Ｌを視認することができる。この状態では、照射光Ｌは受光部２０に入射しないので、制御部３０は検出信号Ｓ２に基づいて、運転者がホイール部５１を把持していないと判断することができる。
【００２８】
一方、図５（ｂ）に示すように、運転者がホイール部５１を手指３００で把持した状態では、照射光Ｌは手指３００で反射して照射光Ｌが受光部２０に入射する。これにより、検出信号Ｓ２は発光信号Ｓ１に対応する信号となる。制御部３０は検出信号Ｓ２に基づいて、運転者がホイール部５１を把持していると判断することができる。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態に係る把持検出装置をホイール部の把持箇所を呈示する照明と把持検出に兼用する場合の動作を示すフローチャートである。以下、発光部１０が所定の条件下で照明機能を発揮すると共に、その照明状態でステアリングの把持状態を判断する場合の動作を説明する。
【００３０】
制御部３０は、所定の条件下で、発光部１０へ発光信号Ｓ１（オン信号）を出力する（Ｓｔｅｐ１）。
【００３１】
発光部１０には図４に示したパルス状の信号に対応した電流が流れ、ＬＥＤがパルス発光して発光照明される（Ｓｔｅｐ２）。この発光照明は、例えば、１００Ｈｚのパルス発光であり、人間（運転者）には連続発光として認識される。図５（ａ）に示したように、ホイール部５１の左右の発光部１０が発光照明され、ステアリングの照明機能、ホイール部の把持を促す照明呈示の機能を発揮させることができる。
【００３２】
制御部３０は、受光部２０から入力される検出信号Ｓ２がオン信号かどうかを判断する（Ｓｔｅｐ３）。検出信号Ｓ２がオン信号の場合はＳｔｅｐ４へ進み（Ｓｔｅｐ３：ＹＥＳ）、検出信号Ｓ２がオン信号でない場合はＳｔｅｐ２へ戻って発光照明を繰り返して実行する（Ｓｔｅｐ３：Ｎｏ）。
【００３３】
制御部３０は、運転者がステアリングのホイール部５１を把持したと判断する（Ｓｔｅｐ４）。すなわち、把持センサとして機能する。なお、把持したと判断した判断信号は、例えば、図１で示す車載ＬＡＮを介して車両本体側へ出力して、車両側で種々の制御に利用することができる。
【００３４】
上記フローにより一連の動作は終了するが、必要により上記動作を繰り返して実行することができる。
【００３５】
（自動運転車への適用例）
図７は、本発明の実施の形態に係る把持検出装置を自動運転車に適用した場合において、把持検出装置をホイール部の把持箇所を呈示する照明と把持検出に兼用する場合の動作を示すフローチャートである。車両本体側で自動運転の制御を行なう場合において、自動運転から手動運転に移行する際には、運転者にステアリングのホイール部５１を把持するように促す照明呈示を行なうと共に、運転者がステアリングを把持したかどうかを判断する必要がある。以下、本発明の実施の形態に係る把持検出装置を自動運転車に適用した場合の動作を説明する。
【００３６】
制御部３０は、車両側の自動運転ＥＣＵ２００から、自動運転から手動運転へ移行する移行信号Ｓａを受けたかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１０）。移行信号Ｓａが入力された場合はＳｔｅｐ１１へ進み（Ｓｔｅｐ１０：ＹＥＳ）、移行信号Ｓａが入力されない場合はＳｔｅｐ１０へ戻って判断を繰り返して実行する（Ｓｔｅｐ１０：Ｎｏ）。
【００３７】
制御部３０は、発光部１０へ発光信号Ｓ１（オン信号）を出力する（Ｓｔｅｐ１１）。
【００３８】
発光部１０には図４に示したパルス状の信号に対応した電流が流れ、ＬＥＤがパルス発光して発光照明される（Ｓｔｅｐ１２）。この発光照明は、例えば、１００Ｈｚのパルス発光であり、人間（運転者）には連続発光として認識される。図５（ａ）に示したように、ホイール部５１の左右の発光部１０が発光照明され、ステアリングの照明機能、ホイール部の把持を促す照明呈示の機能を発揮させることができる。
【００３９】
制御部３０は、受光部２０から入力される検出信号Ｓ２がオン信号かどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１３）。検出信号Ｓ２がオン信号の場合はＳｔｅｐ１４へ進み（Ｓｔｅｐ１３：ＹＥＳ）、検出信号Ｓ２がオン信号でない場合はＳｔｅｐ１２へ戻って発光照明を繰り返して実行する（Ｓｔｅｐ１３：Ｎｏ）。
【００４０】
制御部３０は、運転者がステアリングのホイール部５１を把持したと判断する（Ｓｔｅｐ１４）。すなわち、把持センサとして機能する。なお、把持したと判断した判断信号は、例えば、図１で示す車載ＬＡＮを介して自動運転ＥＣＵ２００へ出力することができる。自動運転ＥＣＵ２００は、例えば、この判断信号を受けた後に車両を手動運転に切り替える等の移行制御をすることができる。
【００４１】
上記フローにより一連の動作は終了するが、必要により上記動作を繰り返して実行することができる。
【００４２】
（本発明の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る把持検出装置は以下のような効果を有する。
（１）本実施の形態に係る把持検出装置は、車両のステアリング５０のホイール部５１に可視光の照射光Ｌを照射する発光部１０と、発光部１０に対応して配置され、発光部１０からの照射光Ｌを受光する受光部２０と、ホイール部５１への照明制御を行なうと共に、受光部２０の検出信号によりホイール部５１の把持検出制御を行なう制御部３０と、を有して構成されている。把持検出装置は、この発光部１０によりホイール部５１への照明制御を行なうことができると共に、発光部１０と受光部２０との組み合わせにより把持検出制御ができるのでステアリングの把時センサとしても機能することができる。
（２）上記の構成により、照明用の光源（ＬＥＤ等）を別途追加することなく、光学式把持センサと照明とを兼ねることができ、コスト低減、搭載サイズ低減が可能となる。
（３）発光部１０を発光周波数ｆにより点灯させて照明することにより、人間（運転者）には点滅と認識されず、違和感のない照明として機能する。また、受光部２０と組み合わせて把時センサとして機能させる場合は、外乱光に強い高精度な把持検出が可能となる。
（４）本実施の形態に係る把持検出装置を自動運転車に適用する場合は、運転者にステアリングのホイール部５１を把持するように促す照明呈示を行なうと共に、運転者がステアリングを把持したかどうかを判断することが可能となる。これにより、低コスト、搭載サイズ小で、より安全に、自動運転から手動運転に移行することが可能となる。
【００４３】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。
【００４４】
本実施の形態では、発光部１０をステアリング５０のホイール部５１に装着したが、運転者が把持する可能性がある箇所、例えば、ホイール部５１の全周に発光部を配置する構成にしてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態では、受光部２０をステアリング５０のホイール部５１に装着したが、受光部２０をスポーク部５２等に装着してもよい。運転者がホイール部５１を把持した時と把持していない時に受光部２０への照射光Ｌの入射状態が変化すれば、ホイール部５１の把持状態を判断することは可能である。
【００４６】
また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
１…把持検出装置、１０…発光部、１１…発光素子、２０…受光部、２１…受光素子、３０…制御部、５０…ステアリング、５１…ホイール部、５２…スポーク部、１００…車載ＬＡＮ、２００…自動運転ＥＣＵ、３００…手指、Ｌ…照射光、Ｓ１…発光信号、Ｓ２…検出信号
【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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