(57)【要約】【課題】ステアリングの設計の自由度を高くすることができる把持検出装置を提供する。【解決手段】把持検出装置１は、ステアリング８のスポーク部に配置され、ステアリング８のリング部８２に照明光１００を出力する照明部と、スポーク部に配置され、リング部８２を反射する照明光１００の反射光１０１を検出する検出部と、検出された反射光１０１に基づいて運転者によるステアリング８の把持を判定する制御部１４と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングのスポーク部に配置され、前記ステアリングのリング部に照明光を出力する照明部と、
前記スポーク部に配置され、前記リング部を反射する前記照明光の反射光を検出する検出部と、
検出された前記反射光に基づいて運転者による前記ステアリングの把持を判定する判定部と、
を備えた把持検出装置。
【請求項２】
前記照明部及び前記検出部は、前記スポーク部に配置されたステアリングスイッチと一体とされる、
請求項１に記載の把持検出装置。
【請求項３】
前記照明部は、前記リング部と共に前記ステアリングスイッチを照明する、
請求項２に記載の把持検出装置。
【請求項４】
前記照明部は、自動運転装置による自動運転モードの終了が近づいた時に前記リング部の照明を行う、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の把持検出装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記ステアリングの把持が判定された場合、自動運転装置に対して前記ステアリングが把持されたことを示す把持情報を出力する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の把持検出装置。
【請求項６】
前記照明部と前記検出部は、隣接して配置される、
請求項１乃至５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、把持検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、ステアリングホイールと、ステアリングホイール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ホイール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が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この把持検出装置は、静電容量値に基づいて、把持の有無を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１９３６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来の把持検出装置は、ステアリングの環状部にヒータが配置された場合、このヒータを避けて静電容量センサを配置しなければならず、ステアリングの構造が複雑になって設計の自由度が低い問題がある。
【０００６】
従って本発明の目的は、ステアリングの設計の自由度を高くすることができる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】
【０００７】
本発明の一態様は、ステアリングのスポーク部に配置され、ステアリングのリング部に照明光を出力する照明部と、スポーク部に配置され、リング部を反射する照明光の反射光を検出する検出部と、検出された反射光に基づいて運転者によるステアリングの把持を判定する判定部と、を備えた把持検出装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ステアリングの設計の自由度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る把持検出装置の配置の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、把持検出装置のブロック図の一例であり、図１（ｃ）は、把持検出装置が含まれる自動運転システムのブロック図の一例である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る把持検出装置が配置されたステアリングスイッチの一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、把持検出装置の照明部及び検出部が配置された側面の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態に係る把持検出装置のステアリングの把持の検出について説明するための概略図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る把持検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る把持検出装置の配置の一例を示す概略図であり、図５（ｂ）は、把持検出装置が配置されたステアリングスイッチの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る把持検出装置は、ステアリングのスポーク部に配置され、ステアリングのリング部に照明光を出力する照明部と、スポーク部に配置され、リング部を反射する照明光の反射光を検出する検出部と、検出された反射光に基づいて運転者によるステアリングの把持を判定する判定部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
把持検出装置は、ステアリングのスポーク部に配置されるので、リング部に配置される場合と比べて、照明部及び検出部がリング部に配置されるヒータと干渉せず、ステアリングの設計の自由度を高くすることができる。
【００１２】
[第１の実施の形態]
（把持検出装置１の概要）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る把持検出装置の配置の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、把持検出装置のブロック図の一例であり、図１（ｃ）は、把持検出装置が含まれる自動運転システムのブロック図の一例である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る把持検出装置が配置されたステアリングスイッチの一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、把持検出装置の照明部及び検出部が配置された側面の一例を示す概略図である。
【００１３】
なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）及び図１（ｃ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
【００１４】
把持検出装置１は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ステアリング８のスポーク部に配置され、ステアリング８のリング部８２に照明光１００を出力する照明部と、スポーク部に配置され、リング部８２を反射する照明光１００の反射光１０１を検出する検出部と、検出された反射光１０１に基づいて運転者によるステアリング８の把持を判定する判定部としての制御部１４と、を備えて概略構成されている。
【００１５】
ステアリング８は、一例として、図１（ａ）に示すように、エアバッグなどが配置されたホーンパッド部８０と、ホーンパッド部８０とリング部８２とを繋ぐ３つのスポーク部（スポーク部８１ａ〜スポーク部８１ｃ）と、運転者が把持するリング形状のリング部８２と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
本実施の形態の把持検出装置１は、例えば、照明部と検出部とが、図１（ａ）の図面左側のスポーク部８１ａと、右側のスポーク部８１ｂと、に配置されている。そして把持検出装置１は、照明部及び検出部が、スポーク部８１ａ及びスポーク部８１ｂに配置されたステアリングスイッチ２ａ及びステアリングスイッチ２ｂと一体とされている。
【００１７】
そこで本実施の形態の把持検出装置１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、左側の把持を検出する照明部１０と検出部１１、及び右側の把持を検出する照明部１２と検出部１３を備えて概略構成されている。つまり把持検出装置１は、照明部として左側の照明部１０と右側の照明部１２、検出部として右側の検出部１１と左側の検出部１３を備えている。この照明部１０、検出部１１、照明部１２及び検出部１３は、制御部１４に接続されている。
【００１８】
なお両手によるステアリング８の把持を検出する必要がない、つまりスポーク部８１ａ及びスポーク部８１ｂのいずれか一方に照明部と検出部とが配置される場合、把持検出装置１は、照明部と検出部とをそれぞれ１つずつ備えて概略構成される。
【００１９】
ステアリングスイッチ２ａ及びステアリングスイッチ２ｂは、一例として、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、同様の構成を有するものとされ、本体２０と、スイッチ部２５と、プッシュスイッチ２６と、を備えて概略構成されている。なおステアリングスイッチ２ａ及びステアリングスイッチ２ｂは、例えば、モーメンタリのトグルスイッチやタッチパッドなどで構成されても良い。
【００２０】
本体２０は、例えば、表面２１が矩形状を有している。この表面２１には、スイッチ部２５と、スイッチ部２５の中央にプッシュ操作可能なプッシュスイッチ２６と、が配置されている。
【００２１】
左側のスイッチ部２５は、例えば、図２（ａ）に示すように、十字キーとなっており、上面２２ａ側が音量などを上げるキー（＋）であり、下面２２ｂ側が音量などを下げるキー（−）であり、左の側面２２ｃ側が曲などの順番を戻すキー（頂点が左を向いた△）であり、右の側面２２ｄ側が曲などの順番を送るキー（頂点が右を向いた△）である。これらのキーは、それぞれマーク２７が形成され、照明されるように構成されている。
【００２２】
また右側のスイッチ部２５は、例えば、十字キーとして構成されると共に、中央にプッシュスイッチ２６が配置されている。
【００２３】
なお変形例として照明部は、リング部８２と共にステアリングスイッチを照明するように構成されても良い。この場合、ステアリングスイッチ２ａ及ぶステアリングスイッチ２ｂに配置された照明部１０及び照明部１２は、例えば、照明光１００の一部をライトガイドなどによってマーク２７に案内し、マーク２７を照明するように構成される。
【００２４】
把持検出装置１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、自動運転装置３０と共に自動運転システム３を構成する。この自動運転システム３は、例えば、運転者が操作することなく、車両を制御して設定された目的地に到達するように車両を制御するシステムである。
【００２５】
把持検出装置１の照明部１０及び照明部１２は、自動運転装置３０による自動運転モードの終了が近づいた時にリング部８２の照明を行うように構成されている。運転者は、リング部８２が照明されているので、自動運転モードが終了して手動運転モードに切り替わることを認識することができる。なお自動運転モードは、自動運転装置３０によって運転者がステアリング８などを操作することなく目的地に導く運転モードである。手動運転モードは、運転者がステアリング８などを操作する運転モードである。
【００２６】
リング部８２は、一例として、目的地又は自動運転終了予定地から予め定められた距離手前の場所に到達したタイミング、目的地又は自動運転終了予定地への到着時間から予め定められた時間手前のタイミングのうち、早いタイミングが到来した際に自動運転モードの終了が近いタイミングとして照明される。
【００２７】
そして自動運転システム３は、自動運転モードから手動運転モードに切り替えることを照明によって報知した後、ステアリング８が両手で把持された場合、モードの切り替えを行う。把持検出装置１は、例えば、自動運転モードの終了が近いことを報知すると共に、自動運転モードから手動運転モードへの切り替えを行うトリガとなるステアリング８の両手での把持を検出するものである。
【００２８】
自動運転装置３０は、例えば、図１（ｃ）に示すように、把持検出装置１と接続されている。この自動運転装置３０は、例えば、自動運転モードの終了が近づいた場合、リング部８２を照明するため、自動運転信号Ｓ６を生成して把持検出装置１に出力する。把持検出装置１は、この自動運転信号Ｓ６に基づいて照明を行う。
【００２９】
なお本実施の形態の把持検出装置１は、１つの制御部を有して構成されていたが、これに限定されず、照明部と検出部の組み合わせごとに制御部１４が設けられても良い。つまり左右のスポーク部８１ａ及びスポーク部８１ｂごとに、照明部、検出部及び制御部を有する把持検出装置１が配置されても良い。
【００３０】
（照明部１０及び照明部１２の構成）
照明部１０及び照明部１２は、同様の構成を有しているので、以下では主に照明部１０について説明する。照明部１０は、例えば、発光ダイオードや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルなどの可視光を出力する光源を有して構成されている。本実施の形態の照明部１０は、例えば、図２（ｂ）に示すように、複数の発光ダイオード４によってアレイ状に概略構成されている。この照明部１０と検出部１１は、例えば、図２（ｂ）に示すように、隣接して配置されている。同様に、照明部１２と検出部１３は、隣接して配置されている。
【００３１】
ステアリング８の左側の照明部１０は、例えば、図１（ａ）に示すように、リング部８２に対向する左側の側面２２ｃ側から照明光１００を出力するように配置されている。また右側の照明部１２は、例えば、図１（ａ）に示すように、リング部８２に対向する右側の側面側から照明光１００を出力するように配置されている。
【００３２】
照明部１０は、制御部１４から出力される駆動信号Ｓ１に基づいてリング部８２の左側の照明領域８２０に向けて照明光１００を出力する。また照明部１２は、制御部１４から出力される駆動信号Ｓ２に基づいてリング部８２の右側の照明領域８２１に向けて照明光１００を出力する。
【００３３】
照明領域８２０及び照明領域８２１は、例えば、図１（ａ）に示すように、スポーク部８１ａ及びスポーク部８１ｂとリング部８２との連結部分の近傍の領域であって、リング部８２の内側である。この照明領域８２０及び照明領域８２１は、運転者がステアリング８を把持して操作する際に持ち易い場所に設定されている。
【００３４】
（検出部１１及び検出部１３の構成）
検出部１１及び検出部１３は、同様の構成を有しているので、以下では主に検出部１１について説明する。検出部１１は、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタなどを備えて構成されている。本実施の形態の検出部１１は、例えば、図２（ｂ）に示すように、複数のフォトダイオード５によってアレイ状に概略構成されている。検出部１１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、反射光１０１を検出すると検出値Ｓ３を制御部１４に出力する。また検出部１３は、例えば、図１（ｂ）に示すように、反射光１０１を検出すると検出値Ｓ４を制御部１４に出力する。
【００３５】
この検出値Ｓ３及び検出値Ｓ４は、例えば、反射光１０１の強さ又は明るさに比例した電流値である。制御部１４は、この電流値と後述する判定しきい値１４０とを比較して運転者によるステアリング８の把持を判定する。
【００３６】
ここで変形例として把持検出装置１は、例えば、照明部１０及び照明部１２が特定の周波数の照明光１００を出力するように構成されると共に、検出部１１及び検出部１３がこの特定の周波数の照明光１００の反射光１０１の強さや明るさを検出値Ｓ３及び検出値Ｓ４として出力するように構成されても良い。この場合、把持検出装置１は、照明光１００以外の光を反射光１０１として誤検出することを抑制することができる。
【００３７】
（制御部１４の構成）
図３は、第１の実施の形態に係る把持検出装置のステアリングの把持の検出について説明するための概略図である。
【００３８】
制御部１４は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１４が動作するためのプログラムと、判定しきい値１４０と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。
【００３９】
判定しきい値１４０は、運転者がステアリング８を把持しているか否かの判定に用いられるしきい値である。制御部１４は、例えば、検出部１１から取得した検出値Ｓ３が判定しきい値１４０以上となった場合、ステアリング８が左手９０で把持されたと判定すると共に、検出部１３から取得した検出値Ｓ４が判定しきい値１４０以上となった場合、ステアリング８が右手９１で把持されたと判定する。
【００４０】
運転者がステアリング８を把持した場合、例えば、図３に示すように、左手９０で把持すると、照明領域８２０の一部が覆われ、右手９１で把持すると、照明領域８２１の一部が覆われる。その結果、左手９０及び右手９１によってより多くの照明光１００が検出部１１及び検出部１３の方向に反射するので、検出部１１及び検出部１３に到達する反射光１０１は、ステアリング８を把持していない場合と比べて、多くなる。つまり検出値Ｓ３及び検出値Ｓ４は、ステアリング８を把持していない場合と比べて、大きくなる。
【００４１】
従って制御部１４は、検出値Ｓ３及び検出値Ｓ４が判定しきい値１４０以上となった場合、ステアリング８が把持されたと判定する。なお変形例として判定のためのしきい値は、単位時間当たりの検出値の変化量（傾き）であっても良い。また他の変形例として、制御部１４は、例えば、上述の判定しきい値１４０、及び単位時間当たりの検出値の変化量として定められたしきい値などを組み合わせてステアリング８の把持を判定しても良い。
【００４２】
制御部１４は、例えば、図１（ｃ）に示すように、ステアリング８の把持が判定された場合、自動運転装置３０に対してステアリング８が両手で把持されたことを示す把持情報Ｓ５を出力する。
【００４３】
本実施の形態では、左右のスポーク部８１ａ及びスポーク部８１ｂに照明部及び検出部が配置され、左手９０及び右手９１による把持を検出することができる。自動運転システム３の自動運転装置３０は、例えば、把持検出装置１から取得した把持情報Ｓ５に基づいて左手９０及び右手９１によるステアリング８の把持が検出された場合、自動運転モードから手動運転モードへと切り替えるように構成されている。
【００４４】
以下に本実施の形態に係る把持検出装置１の動作の一例について図４のフローチャートに従って説明する。ここでは、一例として、ステアリング８が両手で把持されたことにより自動運転モードから手動運転モードへ切り替わる場合について説明する。
【００４５】
（動作）
自動運転システム３の自動運転装置３０は、自動運転モードの終了が近づいた場合、自動運転モードの終了が近づいたことを示す自動運転信号Ｓ６を生成して把持検出装置１に出力する。
【００４６】
把持検出装置１の制御部１４は、ステップ１の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり自動運転信号Ｓ６が入力して自動運転の終了が近づいた場合（Ｓｔｅｐ１：Ｙｅｓ）、駆動信号Ｓ１を照明部１０、及び駆動信号Ｓ２を照明部１２に出力して照明領域８２０及び照明領域８２１を照明し、運転者に自動運転の終了が近づいたことを報知する（Ｓｔｅｐ２）。
【００４７】
制御部１４は、検出部１１から出力される検出値Ｓ３、及び検出部１３から出力される検出値Ｓ４と判定しきい値１４０とをそれぞれ比較して把持が行われるか否かを監視する。制御部１４は、ステップ３の「Ｙｅｓ」が成立する、つまり検出値Ｓ３及び検出値Ｓ４が共に判定しきい値１４０以上となった場合、左手９０及び右手９１によってリング部８２が把持されたと判定する。
【００４８】
制御部１４は、左手９０及び右手９１でステアリング８が把持されたことを示す把持情報Ｓ５を出力する（Ｓｔｅｐ４）。自動運転装置３０は、把持情報Ｓ５を取得すると、自動運転モードから手動運転モードへと運転モードを切り替えることを示す自動運転信号Ｓ６を生成して把持検出装置１に出力する。
【００４９】
把持検出装置１は、手動運転モードに切り替わることを示す自動運転信号Ｓ６の入力に基づいて手動運転モードに切り替わるとして駆動信号Ｓ１及び駆動信号Ｓ２の出力を停止して照明領域８２０及び照明領域８２１の照明を終了する（Ｓｔｅｐ５）。
【００５０】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る把持検出装置１は、ステアリング８の設計の自由度を高くすることができる。具体的には、把持検出装置１は、照明部１０と検出部１１がスポーク部８１ａに配置されると共に、照明部１２と検出部１３がスポーク部８１ｂに配置されるので、これらがリング部に配置される場合と比べて、リング部８２に配置されるヒータなどと干渉せず、ステアリング８の設計の自由度を高くすることができる。
【００５１】
把持検出装置１は、ステアリングスイッチ２ａやステアリングスイッチ２ｂと一体とされるので、別に配置される場合と比べて、専有面積が小さい。また把持検出装置１は、他のステアリングに対してステアリングスイッチごと配置できるので、この構成を採用しない場合と比べて、他のステアリングに配置するための設計変更などの手間が少ない。さらに把持検出装置１は、ステアリングスイッチに搭載されることにより、照明による運転モードの状態表示、及び把持検出機能の後付が容易となる。
【００５２】
把持検出装置１は、リング部８２に電極などを配置することなく、両手による把持を検出することができる。
【００５３】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、ステアリングスイッチの複数の側面から照明光１００が出力される点で第１の実施の形態と異なっている。
【００５４】
図５（ａ）は、第２の実施の形態に係る把持検出装置の配置の一例を示す概略図であり、図５（ｂ）は、把持検出装置が配置されたステアリングスイッチの一例を示す概略図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００５５】
本実施の形態の把持検出装置１は、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、左側のステアリングスイッチ２ａの上面２２ａ、下面２２ｂ及び側面２２ｃの三方から照明光１００が出力される。また把持検出装置１は、右側のステアリングスイッチ２ｂからも同様にリング部８２と対向する三方から照明光１００が出力される。
【００５６】
把持検出装置１は、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、上面２２ａ側には、照明部１０ａと検出部１１ａが配置され、下面２２ｂ側には、照明部１０ｂと検出部１１ｂが配置され、側面２２ｃ側には、照明部１０と検出部１１が配置されている。その結果、照明領域８２０は、一方側から照明光１００が出力される場合と比べて、広い領域となる。
【００５７】
本実施の形態の制御部１４は、例えば、検出部１１、検出部１１ａ及び検出部１１ｂの少なくとも１つの検出値が判定しきい値１４０以上となった場合、把持が行われたと判定する。なお判定しきい値１４０は、例えば、検出部１１、検出部１１ａ及び検出部１１ｂごとに異なるしきい値となる。
【００５８】
把持検出装置１は、照明領域８２０及び照明領域８２１がステアリング８の上部と下部を含む広い領域をカバーするので、リング部とスポーク部の連結部分の近傍の領域を検出対象領域とする場合と比べて、把持の仕方により検出されない誤検出を抑制することができる。なお把持検出装置１は、例えば、スポーク部８１ａ及びスポーク部８１ｂとリング部８２との連結部分の近傍の領域に加え、上部と下部の少なくとも一方をカバーするように構成されても良い。
【００５９】
以上述べた少なくとも１つの実施の形態の把持検出装置１によれば、ステアリング８の設計の自由度を高くすることが可能となる。
【００６０】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、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及び変形例は、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、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例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、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、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】
【００６１】
１…把持検出装置、２ａ，２ｂ…ステアリングスイッチ、３…自動運転システム、４…発光ダイオード、５…フォトダイオード、８…ステアリング、１０，１０ａ，１０ｂ…照明部、１１，１１ａ，１１ｂ…検出部、１２…照明部、１３…検出部、１４…制御部、２０…本体、２１…表面、２２ａ…上面、２２ｂ…下面、２２ｃ…側面、２２ｄ…側面、２５…スイッチ部、２６…プッシュスイッチ、２７…マーク、３０…自動運転装置、８０…ホーンパッド部、８１ａ〜８１ｃ…スポーク部、８２…リング部、９０…左手、９１…右手、１００…照明光、１０１…反射光、１４０…判定しきい値、８２０…照明領域、８２１…照明領域
【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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