(57)【要約】【課題】ステアリングホイールに複数の電装部品が配置される場合であっても、配線構造が複雑になることを防ぎ、構成に要する費用が嵩むことを防ぐ。【解決手段】車両用ステアリング装置１０は、ステアリングホイールに設けられるステアリングヒーター１１、タッチセンサ１２、及びステアリングスイッチ１３と、第１コネクタ１５及び第２コネクタ１６と、スイッチング装置１４と、を備える。第１コネクタ１５は、ステアリングヒーター１１に電源を供給する接続ピン１５ａと、タッチセンサ１２、及びステアリングスイッチ１３からの信号を制御装置１７に出力する複数の接続ピン１５ａと、スイッチング装置１４をボディグラウンド３１に接続する接続ピン１５ａと、を備える。スイッチング装置１４は、ステアリングヒーター１１、タッチセンサ１２、及びステアリングスイッチ１３のうちでボディグラウンド３１に接続される接続先を切り替える。【選択図】図１
2019119295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールに設けられる複数の電装部品と、
前記電装部品に電源を供給する、又は前記電装部品からの信号を外部に出力するための複数の電気接点と、
前記複数の電気接点のうち何れか１つの電気接点に、前記複数の電装部品を共通で接続する際に、前記複数の電装部品のうちで前記１つの電気接点に接続される接続先を切り替えるスイッチング装置と、
を備える、
ことを特徴とする車両用ステアリング装置。
【請求項２】
前記複数の電装部品は、通電電流の電流域が異なる第１電装部品及び第２電装部品を備え、
前記第１電装部品及び前記第２電装部品が共通で接続される前記１つの電気接点は、グラウンドラインである、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ステアリング装置。
【請求項３】
前記第１電装部品は、前記第２電装部品よりも前記電流域が大きく、前記ステアリングホイールを加熱するステアリングヒーターであり、
前記第２電装部品は、前記ステアリングホイールに対する人体の接近又は接触を検知するタッチセンサ、及び前記ステアリングホイールに設けられて車載機器を操作するためのステアリングスイッチのうちの少なくとも何れかである、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用ステアリング装置。
【請求項４】
前記スイッチング装置の動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記ステアリングヒーターが所定温度を維持できる周期で前記接続先を切り替える制御を行う、
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用ステアリング装置。
【請求項５】
前記複数の電気接点は、複数の接続ピンを有するコネクタである、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両用ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のステアリングホイールを加温するヒーターと、ステアリングホイールを把持する運転者の心拍信号を取得する電極と、を備えるステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このステアリング装置は、ヒーターの加温によって運転者の手の発汗を促すことにより、心拍検出用の電極と手との接触抵抗を低くして、心拍信号の取得を安定させる。ヒーターは、例えば、ステアリングホイールの内部に埋め込まれている。電極は、例えば、ステアリングホイールの表面上に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０２３９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係るステアリング装置によれば、ヒーター及び電極の各々が異なるハーネスに接続されているので、配線構造が複雑になるという問題が生じる。
また、ヒーター及び電極などの複数の電装部品を、例えば上述したハーネス、又はケーブルが渦巻状に巻かれたケーブルリールなどを介して、コネクタによって外部の制御装置に接続する場合、電装部品の数を増大させるためにはコネクタの接点数を増大させる必要が生じる。したがって、コネクタの接点数が限られている場合、ステアリングホイールに配置する電装部品を追加することが困難になるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ステアリングホイールに複数の電装部品が配置される場合であっても、配線構造が複雑になることを防ぎ、構成に要する費用が嵩むことを防ぐことが可能な車両用ステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る車両用ステアリング装置は、ステアリングホイール（例えば、実施形態でのステアリングホイール２）と、前記ステアリングホイールに設けられる複数の電装部品（例えば、実施形態でのステアリングヒーター１１、タッチセンサ１２、及びステアリングスイッチ１３）と、前記電装部品に電源を供給する、又は前記電装部品からの信号を外部に出力するための複数の電気接点（例えば、実施形態での第１コネクタ１５及び第２コネクタ１６）と、前記複数の電気接点のうち何れか１つの電気接点に、前記複数の電装部品を共通で接続する際に、前記複数の電装部品のうちで前記１つの電気接点に接続される接続先を切り替えるスイッチング装置（例えば、実施形態でのスイッチング装置１４）と、を備える。
【０００７】
（２）上記（１）に記載の車両用ステアリング装置では、前記複数の電装部品は、通電電流の電流域が異なる第１電装部品（例えば、実施形態でのステアリングヒーター１１）及び第２電装部品（例えば、実施形態でのタッチセンサ１２及びステアリングスイッチ１３）を備え、前記第１電装部品及び前記第２電装部品が共通で接続される前記１つの電気接点は、グラウンドライン（例えば、実施形態でのボディグラウンド３１）であってもよい。
【０００８】
（３）上記（２）に記載の車両用ステアリング装置では、前記第１電装部品は、前記第２電装部品よりも前記電流域が大きく、前記ステアリングホイールを加熱するステアリングヒーター（例えば、実施形態でのステアリングヒーター１１）であり、前記第２電装部品は、前記ステアリングホイールに対する人体の接近又は接触を検知するタッチセンサ（例えば、実施形態でのタッチセンサ１２）、及び前記ステアリングホイールに設けられて車載機器を操作するためのステアリングスイッチ（例えば、実施形態でのステアリングスイッチ１３）のうちの少なくとも何れかであってもよい。
【０００９】
（４）上記（３）に記載の車両用ステアリング装置は、前記スイッチング装置の動作を制御する制御装置（例えば、実施形態での制御装置１７）を備え、前記制御装置は、前記ステアリングヒーターが所定温度を維持できる周期で前記接続先を切り替える制御を行ってもよい。
【００１０】
（５）上記（１）から（４）の何れか１つに記載の車両用ステアリング装置では、前記複数の電気接点は、複数の接続ピン（例えば、実施形態での接続ピン１５ａ）を有するコネクタ（例えば、実施形態での第１コネクタ１５）であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記（１）に記載の態様に係る車両用ステアリング装置によれば、スイッチング装置は１つの電気接点に接続される接続先を複数の電装部品のうちで切り替えるので、ステアリングホイールに複数の電装部品が配置される場合であっても、電気接点の数の増大を抑制することができる。これにより、配線構造が複雑になることを防ぎ、構成に要する費用が嵩むことを防ぐことができる。
【００１２】
さらに、上記（２）の場合、複数の電装部品で共用化し易いグラウンドラインに対して、通電電流の電流域が異なる第１電装部品及び第２電装部品を共通で接続する場合であっても、相対的に大きな電流域の電装部品が相対的に小さな電流域の電装部品に影響することを防ぐことができる。
【００１３】
さらに、上記（３）の場合、タッチセンサ及びステアリングスイッチの各々からの信号が、ステアリングヒーターの通電電流に起因してノイズなどに埋もれてしまうことを防ぐことができる。これにより、タッチセンサ及びステアリングスイッチの各々の適正な動作を確保することができる。
【００１４】
さらに、上記（４）の場合、ステアリングヒーターの適正な動作を確保することができる。
さらに、上記（５）の場合、例えば汎用的なコネクタなどにおいて規格等に応じて電気接点の数が限られている場合であっても、電気接点の数を増大させる必要無しに、複数の電装部品をステアリングホイールに配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用ステアリング装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用ステアリング装置のステアリングホイールの構成を示す正面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線矢視図であり、本発明の実施形態に係る車両用ステアリングホイールの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車両用ステアリング装置の接触検知部の機能構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車両用ステアリング装置の接触検知部の動作の一例を示す図であり、パルス電源による給電開始時の状態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る車両用ステアリング装置の接触検知部の動作の一例を示す図であり、パルス電圧の立ち下がりに伴う第１スイッチの導通状態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る車両用ステアリング装置の接触検知部の動作の一例を示す図であり、パルス電源による給電停止時の状態を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る車両用ステアリング装置の制御部から出力されるオン／オフ切替信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用ステアリング装置について添付図面を参照しながら説明する。
【００１７】
本実施形態による車両用ステアリング装置１０は、図１、図２、及び図３に示すように、車両１のステアリングホイール２に設けられるステアリングヒーター１１と、タッチセンサ１２と、ステアリングスイッチ１３と、スイッチング装置１４と、第１コネクタ１５及び第２コネクタ１６と、制御装置１７と、を備えている。
【００１８】
ステアリングヒーター１１は、例えば、ステアリングホイール２の表面に塗布される導電性塗料などの導電性材料により形成されている。
例えば図２に示すように、ステアリングホイール２は、リム部２ａ、ハブ部２ｂ、及びスポーク部２ｃを備えている。リム部２ａの外形は、円環状に形成されている。ハブ部２ｂは、ステアリングシャフト（図示略）に接続されている。スポーク部２ｃは、リム部２ａとハブ部２ｂとを接続する。
例えば図３に示すように、ステアリングホイール２のリム部２ａは、円環状の心材２１と、心材２１の表面を覆う樹脂材２２と、樹脂材２２の表面を覆う皮材２３と、を備えている。
【００１９】
ステアリングヒーター１１は、皮材２３の表面に設けられている。ステアリングヒーター１１の抵抗値は、後述する電源３２から供給される電圧によってステアリングホイール２を所望に加温するための発熱量を確保することができる程度に設定されている。ステアリングヒーター１１の抵抗値は、例えば１Ω以下などである。ステアリングヒーター１１の抵抗値が、例えば１Ω以下に設定されている場合において、電源４１から供給される電圧が１３Ｖ程度であれば、ステアリングヒーター１１の発熱量は約１７０Ｗであり、ステアリングホイール２を適正に加温することができる。
【００２０】
ステアリングヒーター１１の通電電流の電流域は、相対的にタッチセンサ１２及びステアリングスイッチ１３の通電電流の電流域よりも大きい。
ステアリングヒーター１１の電源供給端子１１ａは、第１コネクタ１５の接続ピン１５ａに接続されている。ステアリングヒーター１１の接地端子１１ｂは、スイッチング装置１４の第１端子１４ａに接続されている。
【００２１】
タッチセンサ１２は、例えば、ステアリングヒーター１１の外面に設けられるスペーサー２４の表面に塗布される導電性塗料などの導電性材料により形成されている。スペーサー２４は、電気的絶縁性材料により形成されている。例えば、タッチセンサ１２は、運転者などの人体Ｈを静電容量Ｃｈのコンデンサとする静電容量センサである。
【００２２】
タッチセンサ１２の通電電流の電流域は、相対的にステアリングヒーター１１の通電電流の電流域よりも小さい。
タッチセンサ１２の信号端子１２ａは、第１コネクタ１５の接続ピン１５ａに接続されている。タッチセンサ１２の接地端子１２ｂは、スイッチング装置１４の第１端子１４ａに接続されている。
【００２３】
ステアリングスイッチ１３は、車両１を運転するためにステアリングホイール２を把持する運転者の手指により操作可能な位置に配置された入力デバイスである。例えば、ステアリングスイッチ１３は、左右のスポーク部２ｃに配置されている。ステアリングスイッチ１３は、操作者の接触及び操作を区別して検出する。ステアリングスイッチ１３は、例えば、操作者の手指による操作を受け付ける複数の機械式スイッチと、操作者の手指の接触を検知する複数の静電容量センサと、を備えている。機械式スイッチは、例えば、操作者の手指により傾動操作される十字キー又は押下操作されるプッシュボタンなどを備えるスイッチである。ステアリングスイッチ１３は、操作者の手指の接触を検知して、この接触に応じた検知信号を出力するとともに、操作者の手指による押圧操作を受け付けて、この押圧操作に応じた操作信号を出力する。
【００２４】
ステアリングスイッチ１３は、車両１に搭載された各種の車載機器１８の動作に関する操作を受け付ける。例えば、第１のステアリングスイッチ１３Ａは、車両１に搭載された映像及び音響機器、ナビゲーション装置、並びにカメラと、車両１の乗員が携帯する情報端末となどに関する操作を受け付ける。例えば、第２のステアリングスイッチ１３Ｂは、走行制御装置が制御する車両１のクルーズコントロール及び車線維持アシストなどの走行支援動作に関する操作を受け付ける。
【００２５】
ステアリングスイッチ１３の通電電流の電流域は、相対的にステアリングヒーター１１の通電電流の電流域よりも小さい。
ステアリングスイッチ１３の複数の信号端子１３ａは、第１コネクタ１５の相互に異なる複数の接続ピン１５ａに接続されている。ステアリングスイッチ１３の複数の接地端子１３ｂは、スイッチング装置１４の１つの第１端子１４ａに接続されている。
【００２６】
スイッチング装置１４は、例えば、ステアリングホイール２のハブ部２ｂの内部などに配置されている。
スイッチング装置１４は、複数の第１端子１４ａと、１つの第２端子１４ｂと、１つの信号入力端子１４ｃと、を備えている。スイッチング装置１４の相互に異なる第１端子１４ａには、ステアリングヒーター１１、タッチセンサ１２、及びステアリングスイッチ１３の各々の接地端子１１ｂ，１２ｂ，１３ｂが接続されている。スイッチング装置１４の第２端子１４ｂ及び信号入力端子１４ｃの各々には、第１コネクタ１５の相互に異なる接続ピン１５ａが接続されている。
【００２７】
スイッチング装置１４は、信号入力端子１４ｃに入力される信号に応じて動作するスイッチング素子を備えている。スイッチング装置１４は、信号入力端子１４ｃに入力される信号に応じて、複数の第１端子１４ａの少なくとも何れかと、１つの第２端子１４ｂとの接続及び切断を実行する。例えば、スイッチング装置１４は、ステアリングヒーター１１が接続されている第１端子１４ａと、タッチセンサ１２が接続されている第１端子１４ａ及びステアリングスイッチ１３が接続されている第１端子１４ａとを切り替えながら、第２端子１４ｂに接続する。つまり、スイッチング装置１４は、相対的に電流域が大きい電装部品が接続された第１端子１４ａと、相対的に電流域が小さい電装部品が接続された第１端子１４ａとを切り替えながら、第２端子１４ｂに接続する。
【００２８】
例えば、スイッチング装置１４は、制御部３５から信号入力端子１４ｃに入力されるオン／オフ切替信号に応じてスイッチング動作を実行する。スイッチング装置１４は、オン／オフ切替信号がオン状態を示す場合、ステアリングヒーター１１が接続されている第１端子１４ａのみを第２端子１４ｂに接続する。スイッチング装置１４は、オン／オフ切替信号がオフ状態を示す場合、タッチセンサ１２が接続されている第１端子１４ａ及びステアリングスイッチ１３が接続されている第１端子１４ａのみを第２端子１４ｂに接続する。
例えば、スイッチング装置１４は、信号入力端子１４ｃにオン／オフ切替信号が入力されていない場合、オン／オフ切替信号のオフ状態と同様に、タッチセンサ１２が接続されている第１端子１４ａ及びステアリングスイッチ１３が接続されている第１端子１４ａのみを第２端子１４ｂに接続する。
【００２９】
第１コネクタ１５及び第２コネクタ１６は、相互に着脱可能に形成されている。
第１コネクタ１５は、所定数の接続ピン１５ａを備えている。相互に異なる複数の接続ピン１５ａは、ステアリングヒーター１１の電源供給端子１１ａ、タッチセンサ１２の信号端子１２ａ、ステアリングスイッチ１３の複数の信号端子１３ａ、並びにスイッチング装置１４の第２端子１４ｂ及び信号入力端子１４ｃの各々に接続されている。
第２コネクタ１６は、第１コネクタ１５の各接続ピン１５ａに接続される所定数の接続ソケット１６ａを備えている。相互に異なる複数の接続ソケット１６ａは、制御装置１７に接続されている。
【００３０】
制御装置１７は、ボディグラウンド３１と、電源３２と、スイッチ３３と、接触検知部３４と、制御部３５と、を備えている。
ボディグラウンド３１は、第２コネクタ１６の接続ソケット１６ａに接続されている。ボディグラウンド３１は、第２コネクタ１６の接続ソケット１６ａ及び第１コネクタ１５の接続ピン１５ａを介して、スイッチング装置１４の第２端子１４ｂに接続されている。つまり、ボディグラウンド３１は、ステアリングヒーター１１の接地端子１１ｂと、タッチセンサ１２及びステアリングスイッチ１３の各接地端子１２ｂ，１３ｂとに、切り替えられながら接続される。
【００３１】
電源３２は、直流電源である。電源３２は、スイッチ３３と第１コネクタ１５及び第２コネクタ１６とを介して、ステアリングヒーター１１の電源供給端子１１ａに接続されている。
スイッチ３３は、例えば、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチである。スイッチ３３のオン及びオフは、制御部３５から出力されるオン／オフ切替信号によって切り替えられる。スイッチ３３は、オン／オフ切替信号に応じて、ステアリングヒーター１１と電源３２との接続及び遮断を切り替えることによって、電源３２からステアリングヒーター１１への通電の有無を切り替える。
例えばＭＯＳＦＥＴからなるスイッチ３３のゲートは制御部３５に接続されている。スイッチ３３のドレインは電源３２に接続されている。スイッチ３３のソースは第１コネクタ１５及び第２コネクタ１６を介して、ステアリングヒーター１１の電源供給端子１１ａに接続されている。スイッチ３３は、制御部３５からゲートに入力されるオン／オフ切替信号に応じて、ドレイン・ソース間のオン／オフ（導通／遮断）を切り替える。
【００３２】
接触検知部３４は、図４に示すように、接触測定回路４１と、充電量測定器４２と、接触判定器４３と、を備えている。
接触測定回路４１は、パルス電源５１と、増幅器５２と、第１スイッチ５３と、第２スイッチ５４と、静電容量Ｃｒｅｆの充電コンデンサ５５と、を備えている。なお、接触測定回路４１には、各部品及び配線等に浮遊容量Ｃｅが内在するので、以下において、各部品及び配線等を浮遊容量Ｃｅの仮想コンデンサ５６とする。充電コンデンサ５５の静電容量Ｃｒｅｆは、人体Ｈの静電容量Ｃｈ及び浮遊容量Ｃｅよりも十分大きく設定されている。
【００３３】
パルス電源５１と増幅器５２は直列に接続されている。第２スイッチ５４と充電コンデンサ５５は並列に接続されている。第１スイッチ５３は、パルス電源５１及び増幅器５２からなる直列回路と、第２スイッチ５４及び充電コンデンサ５５からなる並列回路との間に接続されている。増幅器５２の出力端と第１スイッチ５３とは、第２コネクタ１６の接続ソケット１６ａに接続されている。増幅器５２の出力端及び第１スイッチ５３は、第２コネクタ１６の接続ソケット１６ａ及び第１コネクタ１５の接続ピン１５ａを介して、タッチセンサ１２の信号端子１２ａに接続されている。
【００３４】
パルス電源５１は、接触判定器４３から出力される給電指示に応じて所定周波数及び一定電圧値のパルス電圧Ｖｓを供給する。
増幅器５２は、パルス電源５１から供給されるパルス電圧Ｖｓを増幅する。
第１スイッチ５３は、パルス電源５１のパルス電圧Ｖｓの立ち上がりに応じて通電状態となり、立ち下がりに応じて非通電状態となる。第１スイッチ５３は、例えば、ＭＯＳ  ＦＥＴなどのスイッチング素子である。
第２スイッチ５４は、接触判定器４３から出力されるオン信号に応じて通電状態となり、オフ信号に応じて非通電状態となる。
充電コンデンサ５５は、第１スイッチ５３が通電状態になることにより、人体Ｈに蓄積されている電荷を取り込む。充電コンデンサ５５は、第２スイッチ５４が通電状態になることにより、蓄積している電荷をボディグラウンド３１に放出する。
【００３５】
充電量測定器４２は、充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆを測定する。
接触判定器４３は、接触測定回路４１に設けられるパルス電源５１に対して定期的（例えば、数十〜数百ｍｓｅｃ毎など）に給電指示及び給電停止指示を出力する。接触判定器４３は、給電停止指示の出力に伴い、充電コンデンサ５５の放電のために第２スイッチ５４に対してオン信号及びオフ信号を出力する。
接触判定器４３は、パルス電源５１から発生するパルス電圧Ｖｓのパルス数Ｎと、充電量測定器４２が測定する充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆとを監視する。接触判定器４３は、充電電圧Ｖｃｒｅｆが所定の充電電圧閾値Ｖｃｔｈに到達するまでに要するパルス数Ｎｊと所定のパルス閾値Ｎｔｈとを比較して、人体の接触状態であるか、又は人体の非接触状態であるかを判定する。接触判定器４３の判定結果は制御部３５に出力される。
【００３６】
以下に、接触検知部３４の動作の詳細について説明する。
なお、以下においては、ハンズオンの状態、すなわち運転者（人体Ｈ）がタッチセンサ１２に触れている状態を想定している。
【００３７】
接触判定器４３は、所定期間毎にパルス電源５１に対して給電指示を出力する。パルス電源５１は、給電指示に応じて給電を開始する。パルス電源５１のパルス電圧Ｖｓが立ち上がると、図５に示すように、第１スイッチ５３は非導通状態となる。このとき、電荷は、図５における矢印Ａで示す方向に移動する。これにより、人体Ｈ及び仮想コンデンサ５６の電圧Ｖｈｅは上昇し、人体Ｈ及び仮想コンデンサ５６は充電される。
【００３８】
次に、パルス電源５１のパルスが立ち下がると、第１スイッチ５３は導通状態となる。このとき、人体Ｈ及び仮想コンデンサ５６に蓄積された電荷は、図６における矢印Ｂで示す方向に移動する。これにより、人体Ｈ及び仮想コンデンサ５６の電圧Ｖｈｅは低下し、人体Ｈ及び仮想コンデンサ５６は放電する。そして、充電コンデンサ５５は充電され、充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆは上昇する。充電コンデンサ５５の静電容量Ｃｒｅｆは、人体Ｈの静電容量Ｃｈ及び浮遊容量Ｃｅよりも十分大きいので、人体Ｈ及び仮想コンデンサ５６に蓄積された大部分の電荷が、充電コンデンサ５５に移動する。
【００３９】
以降、パルス電圧Ｖｓの立ち上がりに応じて、人体Ｈ及び仮想コンデンサ５６は充電され、パルス電圧Ｖｓの立ち下がりに応じて、充電コンデンサ５５は充電される。そして、パルス数Ｎが増加するに従い、充電コンデンサ５５の電荷量及び充電電圧Ｖｃｒｅｆは増大する。
【００４０】
例えば、パルス数Ｎがパルス数Ｎｊ１の時点で、充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆは充電電圧閾値Ｖｃｔｈに達する。このとき、接触判定器４３は、パルス電源５１に対して給電停止指示を出力し、パルス電源５１は給電を停止する。更に、接触判定器４３は第２スイッチ５４に対してオン信号を出力し、第２スイッチ５４は導通状態となる。このとき、充電コンデンサ５５に蓄積された電荷は、図７における矢印Ｃで示す方向に移動し、充電コンデンサ５５は放電する。充電コンデンサ５５の放電が終了すると、接触判定器４３は第２スイッチ５４に対してオフ信号を出力し、第２スイッチ５４は非導通状態となる。これにより、図５に示す給電開始状態に戻る。そして、以上の処理が繰り返される。
【００４１】
なお、上述した実施形態においては、ハンズオンの場合を想定して説明したが、ハンズオフの場合は、人体Ｈに蓄積される電荷がないという点を除き、基本的な動作は上述した説明と同じである。但し、ハンズオフ時のパルス数Ｎｊ２はハンズオン時のパルス数Ｎｊ１よりも大きくなる。
【００４２】
以下に、人体Ｈの静電容量Ｃｈを算出する処理について説明する。なお、以下の説明では仮想コンデンサ５６の浮遊容量Ｃｅを無視している。
【００４３】
パルス電源５１の１回のパルス電圧Ｖｓで人体Ｈに蓄積される電荷ΔＱは下記数式（１）に示すように記述される。
ΔＱ＝Ｖｓ×Ｃｈ  …（１）
人体Ｈの静電容量Ｃｈと比較して充電コンデンサ５５の静電容量Ｃｒｅｆは十分大きいので、図６に示すように第１スイッチ５３が導通状態になると、電荷ΔＱの殆どが充電コンデンサ４０に移動する。このため、電荷ΔＱは、充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆの増大量ΔＶｃｒｅｆにより、下記数式（２）に示すように記述される。
ΔＱ＝Ｃｒｅｆ×ΔＶｃｒｅｆ  …（２）
上記数式（２）により、充電電圧Ｖｃｒｅｆの増大量ΔＶｃｒｅｆは、下記数式（３）に示すように記述される。
ΔＶｃｒｅｆ＝ΔＱ／Ｃｒｅｆ  …（３）
電荷の蓄積と移動をＮ回繰り返し、充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆが充電電圧閾値Ｖｃｔｈに到達すると、充電電圧閾値Ｖｃｔｈは、下記数式（４）に示すように記述される。
Ｖｃｔｈ＝ΔＶｃｒｅｆ×Ｎ  …（４）
上記数式（１）、（３）、及び（４）により、充電電圧閾値Ｖｃｔｈは、下記数式（５）に示すように記述される。
Ｖｃｔｈ＝ΔＱ／Ｃｒｅｆ×Ｎ＝Ｖｓ×Ｃｈ／Ｃｒｅｆ×Ｎ  …（５）
上記数式（５）により、人体Ｈの静電容量Ｃｈは、下記数式（６）に示すように記述される。
Ｃｈ＝（Ｖｃｔｈ／Ｖｓ）×（Ｃｒｅｆ／Ｎ）  …（６）
【００４４】
以上のように、接触判定器４３は、充電電圧閾値Ｖｃｔｈ、パルス電源５１のパルス電圧Ｖｓ、充電コンデンサ５５の静電容量Ｃｒｅｆ、及びパルス数Ｎにより、人体Ｈの静電容量Ｃｈを算出する。静電容量Ｃｈは、人体Ｈとタッチセンサ１２との接触面積に応じて変化するので、接触判定器４３は、静電容量Ｃｈを計測することにより、接近の有無及び接触の種類（接触か把持か、また、把持の場合は両手把持か片手把持か等）を推測する。
【００４５】
例えば、接触判定器４３は、運転者（人体Ｈ）がタッチセンサ１２に触れているか否かの接触判定、すなわちハンズオンかハンズオフかの判定を、充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆが充電電圧閾値Ｖｃｔｈに到達するまでに要したパルス数Ｎｊに基づいて実行する。
ハンズオフの場合、パルス電源５１が供給する１回のパルスにより充電される電荷量ΔＱ１は、ΔＱ１＝Ｃｅ×Ｖｓ＝Ｃｒｅｆ×Ｖｃｒｅｆとなり、充電電圧Ｖｃｒｅｆは、Ｖｃｒｅｆ＝（Ｖｓ／Ｃｒｅｆ）×Ｃｅだけ上昇する。
一方、ハンズオンの場合、パルス電源５１が供給する１回のパルスにより充電される電荷量ΔＱ２は、ΔＱ２＝（Ｃｅ＋Ｃｈ）×Ｖｓ＝Ｃｒｅｆ×Ｖｃｒｅｆとなり、充電電圧Ｖｃｒｅｆは、Ｖｃｒｅｆ＝（Ｖｓ／Ｃｒｅｆ）×（Ｃｅ＋Ｃｈ）だけ上昇する。なお、ΔＱ１＜ΔＱ２である。
【００４６】
つまり、ハンズオフとハンズオンとでは、１回の給電で上昇する電圧が異なる。このため、充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆは、ハンズオンの場合の方がハンズオフの場合よりも、短時間（少ないパルス数Ｎ）で充電電圧閾値Ｖｃｔｈに到達する。
本実施形態において接触判定器４３は、パルス閾値Ｎｔｈを設定し、充電コンデンサ５５の充電電圧Ｖｃｒｅｆが充電電圧閾値Ｖｃｔｈに到達するまでに要したパルス数Ｎｊが、パルス閾値Ｎｔｈよりも大きいか否かを判定する。接触判定器４３は、パルス数Ｎｊがパルス閾値Ｎｔｈ以下である場合にハンズオンと判定し、パルス数Ｎｊがパルス閾値Ｎｔｈよりも大きい場合にハンズオフと判定する。
【００４７】
制御部３５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部を備えている。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、およびタイマーなどの電子回路を備えるＥＣＵである。なお、制御部３５の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）などの集積回路であってもよい。
【００４８】
制御部３５は、第２コネクタ１６の複数の接続ソケット１６ａに接続されている。制御部３５は、第２コネクタ１６の複数の接続ソケット１６ａ及び第１コネクタ１５の複数の接続ピン１５ａを介して、ステアリングスイッチ１３の複数の信号端子１３ａに接続されている。
制御部３５は、ステアリングスイッチ１３から出力される検知信号又は操作信号に応じて、車両１に搭載された各種の車載機器１８及び車両１の乗員が携帯する情報端末などを制御する。車両１に搭載された各種の車載機器１８は、映像及び音響機器、ナビゲーション装置、カメラ、並びに表示装置などである。
【００４９】
制御部３５は、スイッチ３３のゲートに接続されている。
制御部３５は、第２コネクタ１６の１つの接続ソケット１６ａ及び第１コネクタ１５の１つの接続ピン１５ａを介して、スイッチング装置１４の信号入力端子１４ｃに接続されている。
制御部３５は、ヒータスイッチ１９に接続されている。ヒータスイッチ１９は、例えば、操作者による所定の操作を受け付けて、ステアリングホイール２の加温動作の実行許可又は停止を指示する信号（指示信号）を出力する。
【００５０】
制御部３５は、ヒータスイッチ１９からステアリングホイール２の加温動作の実行許可を指示する信号を受け取ると、ＲＯＭなどに記憶しているオン／オフ切替信号を、スイッチ３３のゲート及びスイッチング装置１４の信号入力端子１４ｃに出力する。
オン／オフ切替信号は、例えば図８に示すように、矩形波パルスによる電圧信号である。オン／オフ切替信号は、所定電圧Ｖｇのオン時間Ｔ１と、電圧がほぼゼロのオフ時間Ｔ２とが交互に繰り返される電圧信号である。所定電圧Ｖｇの大きさは、スイッチ３３をオフからオンに切り替えるのに必要な大きさ、及びスイッチング装置１４のスイッチング動作を開始させるのに必要な大きさである。所定電圧Ｖｇは、例えばスイッチ３３がＭＯＳＦＥＴである場合、スイッチ３３のドレイン・ソース間をオフからオンに切り替えるためにスイッチ３３のゲート・ソース間に印加する電圧である。
【００５１】
オン時間Ｔ１は、制御部３５が、電源３２からステアリングヒーター１１への通電によってステアリングホイール２を加温する時間（ヒータＯＮ時間）である。オン時間Ｔ１においては、スイッチ３３のオンに伴い、電源３２からステアリングヒーター１１への通電がオンとなる。電源３２からステアリングヒーター１１への通電時には、ステアリングヒーター１１の発熱によってステアリングホイール２が加温される。
さらに、オン時間Ｔ１は、制御部３５が、ステアリングホイール２に配置されているステアリングヒーター１１、タッチセンサ１２、及びステアリングスイッチ１３のうちステアリングヒーター１１の接地端子１１ｂのみを、スイッチング装置１４によってボディグラウンド３１に接続する時間である。
制御部３５は、オン時間Ｔ１において、ステアリングスイッチ１３から出力される検知信号及び操作信号の入力の受け付け、及び接触検知部３４の動作を、無効又は禁止する。
【００５２】
オフ時間Ｔ２は、制御部３５が、ステアリングスイッチ１３から出力される検知信号及び操作信号の入力の受け付け、及び接触検知部３４の動作を、有効又は許可する時間（計測時間）である。オフ時間Ｔ２においては、スイッチ３３のオフに伴い、電源３２からステアリングヒーター１１への通電がオフとなる。電源３２からステアリングヒーター１１への非通電時には、タッチセンサ１２から接触検知部３４に入力される電圧信号によって運転者（人体Ｈ）のステアリングホイール２に対する接近及び接触が検出される。さらに、電源３２からステアリングヒーター１１への非通電時には、ステアリングスイッチ１３から制御部３５に入力される検知信号及び操作信号に応じて、車両１に搭載された各種の車載機器１８及び車両１の乗員が携帯する情報端末などが制御される。
さらに、オフ時間Ｔ２は、制御部３５が、ステアリングホイール２に配置されているステアリングヒーター１１、タッチセンサ１２、及びステアリングスイッチ１３のうちタッチセンサ１２及びステアリングスイッチ１３の各接地端子１２ｂ，１３ｂのみを、スイッチング装置１４によってボディグラウンド３１に接続する時間である。
【００５３】
例えば、オン時間Ｔ１とオフ時間Ｔ２との比率及びオン／オフ切替信号の周期は、ステアリングヒーター１１が所定温度を維持できる所定の時間配分に応じた比率及び周期である。
また、制御部３５は、ステアリングホイール２又はステアリングヒーター１１の温度によって、オン時間Ｔ１とオフ時間Ｔ２との比率及びオン／オフ切替信号の周期を変更してもよい。例えば、制御部３５は、ステアリングヒーター１１の駆動開始初期のようにステアリングヒーター１１の温度が所定温度よりも低い状態では、ステアリングヒーター１１の駆動時間を相対的に増大させ、ステアリングヒーター１１の温度が所定温度に向かって上昇することに伴い、ステアリングヒーター１１の駆動時間を相対的に減少傾向に変化させてもよい。なお、ステアリングホイール２又はステアリングヒーター１１の温度は、適宜の温度センサによって直接的に検出されてもよいし、ステアリングヒーター１１の動作履歴及び動作タイミングなどに基づいて推定されてもよい。
【００５４】
上述したように、本実施の形態による車両用ステアリング装置１０によれば、スイッチング装置１４は１つの接続ピン１５ａに接続される接続先を複数の電装部品のうちで切り替える。これにより、ステアリングホイール２に複数の電装部品が配置される場合であっても、接続ピン１５ａの数の増大を抑制することができ、配線構造が複雑になることを防ぎ、構成に要する費用が嵩むことを防ぐことができる。
【００５５】
さらに、複数の電装部品で共用化し易いボディグラウンド３１に対して、通電電流の電流域が異なるステアリングヒーター１１と、タッチセンサ１２及びステアリングスイッチ１３とを共通で接続する場合であっても、各々の適正な動作を確保することができる。例えば、タッチセンサ１２及びステアリングスイッチ１３からの信号が、ステアリングヒーター１１の通電電流に起因してノイズなどに埋もれてしまうことを防ぐことができる。
さらに、第１コネクタ１５及び第２コネクタ１６において、例えば汎用的なコネクタの規格等に応じて電気接点（接続ピン１５ａ及び接続ソケット１６ａ）の数が限られている場合であっても、電気接点の数を増大させる必要無しに、複数の電装部品をステアリングホイール２に配置することができる。
【００５６】
以下、上述した実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、ステアリングホイール２に配置される電装部品として、ステアリングヒーター１１の電流域よりも相対的に小さな電流域の電装部品は、タッチセンサ１２及びステアリングスイッチ１３に限定されず、他の電装部品、例えばマイクなどを備えてもよい。
また、上述した実施形態において、制御部３５は、ステアリングホイール２に配置される電装部品のうちステアリングヒーター１１の電流域よりも相対的に小さな電流域の電装部品の動作状態に応じて、オン時間Ｔ１とオフ時間Ｔ２との比率及びオン／オフ切替信号の周期を変更してもよい。例えば、制御部３５は、ステアリングホイール２に配置されるマイクが操作者の発話を検出している場合、又はマイクが検出した音声の認識処理を実行中である場合などにおいて、これらの動作に支障がないように、オン時間Ｔ１よりもオフ時間Ｔ２を優先させてもよい。
【００５７】
上述した実施形態において、制御部３５は、ヒータスイッチ１９からステアリングホイール２の加温動作の実行許可を指示する信号を受け取っていない状態では、ステアリングスイッチ１３から出力される検知信号及び操作信号の入力の受け付け、及び接触検知部３４の動作を、常時に有効としてもよい。
【００５８】
上述した実施形態において、ステアリングヒーター１１及びタッチセンサ１２は、ステアリングホイール２の皮材２３の表面側に設けられるとしたが、これに限定されない。ステアリングヒーター１１及びタッチセンサ１２は、ステアリングホイール２の皮材２３の裏面側に設けられてもよい。
【００５９】
上述した実施形態において、ヒータスイッチ１９は、操作者による所定の操作を受け付けるとしたが、これに限定されない。
ヒータスイッチ１９は、例えば、車両１の車室内温度、ステアリングホイール２の温度、及び乗員の状態などの少なくとも何れかを検出して、この検出結果に応じてステアリングホイール２の加温動作の実行許可又は停止を指示する信号（指示信号）を出力してもよい。
【００６０】
上述した実施形態において、制御部３５の一部、又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することにより機能する機能部であってもよい。また、これら構成を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよく、これら構成の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【００６１】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００６２】
１…車両、２…ステアリングホイール、１０…車両用ステアリング装置、１１…ステアリングヒーター（電装部品、第１電装部品）、１２…タッチセンサ（電装部品、第２電装部品）、１３…ステアリングスイッチ（電装部品、第２電装部品）、１３Ａ…第１のステアリングスイッチ（電装部品、第２電装部品）、１３Ｂ…第２のステアリングスイッチ（電装部品、第２電装部品）、１４…スイッチング装置、１５…第１コネクタ（電気接点、コネクタ）、１５ａ…接続ピン、１６…第２コネクタ（電気接点）、１７…制御装置、３１…ボディグラウンド（グラウンドライン）
【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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