(57)【要約】【課題】運転手の操舵状態を判断する。【解決手段】運転手の操舵状態を判断する装置は、車両の座席の背部に設けられ、運転手が着座した時に該運転手の体圧を検出する少なくとも２つの圧力センサと、該少なくとも２つの圧力センサの検出値に基づいて、運転手の操舵状態を判断する制御ユニットとを備える。一実施形態において、少なくとも２つの圧力センサは、運転手が着座した時に該運転手の左側の体圧を検出する第１の圧力センサと、運転手が着座した時に該運転手の右側の体圧を検出する第２の圧力センサとを含む。一実施形態では、第１の圧力センサの検出値の変動幅と第２の圧力センサの検出値の変動幅の差を算出し、該差がしきい値より小さければ両手運転と判断し、該差がしきい値より大きければ片手運転と判断する。他の実施形態では、第１および第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルのピーク値の数に基づいて、両手／片手運転を判断する。【選択図】図１
2004291736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席の背部に設けられ、運転手が着座した時に該運転手の体圧を検出する少なくとも２つの圧力センサと、
前記少なくとも２つの圧力センサの検出値に基づいて、運転手の操舵状態を判断する制御ユニットと、
を備える、操舵状態を判断する装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの圧力センサは、運転手が着座した時に該運転手の左側の体圧を検出する第１の圧力センサと、運転手が着座した時に該運転手の右側の体圧を検出する第２の圧力センサと、を含む、請求項１に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項３】
前記第１および第２の圧力センサは、該第１および第２の圧力センサ間の水平方向の距離が、運転手の肩幅に適合するように配置される、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、さらに
前記第１の圧力センサの検出値の変動幅を、第１の変動幅として算出する第１の変動幅算出回路と、
前記第２の圧力センサの検出値の変動幅を、第２の変動幅として算出する第２の変動幅算出回路と、
前記第１の変動幅と第２の変動幅の差を、検出偏差として算出する偏差算出回路と、
前記検出偏差を、予め設定されたしきい値と比較する比較器と、
前記検出偏差が前記しきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、前記検出偏差が前記しきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する判断回路と、
を備える、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項５】
前記しきい値は、両手でハンドルを操作している時に計測された、前記第１の変動幅と前記第２の変動幅との差に基づいて設定される、請求項４に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項６】
前記判断回路は、前記運転手が片手でハンドルを操作している状態にあると判断した場合において、前記第１の変動幅が前記第２の変動幅より大きければ、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、前記第２の変動幅が前記第１の変動幅より大きければ、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する、請求項４に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項７】
前記制御ユニットは、さらに、
前記第１の圧力センサの検出値の推移方向を検出する第１の方向検出回路と、前記第２の圧力センサの検出値の推移方向を検出する第２の方向検出回路と、を備え、
前記判断回路は、前記第１および第２の検出回路の検出結果に基づいて、操舵方向を判断する、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項８】
前記判断回路は、さらに、
前記第１の圧力センサの検出値の変動幅が、前記第２の圧力センサの検出値の変動幅より大きければ、前記第１の方向検出回路によって検出された推移方向に基づいて操舵方向を判断し、
前記第２の圧力センサの検出値の変動幅が、前記第１の圧力センサの検出値の変動幅より大きければ、前記第２の方向検出回路によって検出された推移方向に基づいて操舵方向を判断する、請求項７に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項９】
前記制御ユニットは、さらに、
前記第１の圧力センサの検出値の変動幅を、第１の変動幅として算出する第１の変動幅算出回路と、
前記第２の圧力センサの検出値の変動幅を、第２の変動幅として算出する第２の変動幅算出回路と、
前記第１の変動幅の極大値を、第１の極大値として検出する第１の極大値検出回路と、
前記第２の変動幅の極大値を、第２の極大値として検出する第２の極大値検出回路と、
前記第１の極大値と第２の極大値の差を、極大値偏差として算出する偏差算出回路と、
前記極大値偏差を、予め設定されたしきい値と比較する比較器と、
前記極大値偏差が前記しきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、前記極大値偏差が前記しきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する判断回路と、
を備える、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項１０】
前記しきい値は、両手でハンドルを操作している時に計測された、前記第１の極大値と前記第２の極大値との差に基づいて設定される、請求項９に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項１１】
前記判断回路は、前記運転手が片手でハンドルを操作している状態にあると判断した場合において、前記第１の極大値が前記第２の極大値より大きければ、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、前記第２の極大値が前記第１の極大値より大きければ、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する、請求項９に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項１２】
操舵角を検出する舵角センサをさらに備え、
前記制御ユニットは、さらに、
前記検出された操舵角に応じて、前記第１の圧力センサの検出値および第２の圧力センサの検出値の差を推定し、推定偏差として出力する推定器と、
前記第１の圧力センサの検出値の変動幅を、第１の変動幅として算出する第１の変動幅算出回路と、
前記第２の圧力センサの検出値の変動幅を、第２の変動幅として算出する第２の変動幅算出回路と、
前記第１の変動幅と第２の変動幅の差を、検出偏差として算出する偏差算出回路と、
前記検出偏差を、前記推定偏差と比較する比較器と、
前記検出偏差が前記推定偏差より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、前記検出偏差が前記推定偏差より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する判断回路と、
を備える、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項１３】
前記制御ユニットは、さらに、
両手でハンドルを操作している時の前記第１の圧力センサの検出値について、操舵角に対応する推定値を第１の推定値として記憶し、両手でハンドルを操作している時の前記第２の圧力センサの検出値について、操舵角に対応する推定値を第２の推定値として記憶するメモリをさらに備え、
前記推定器は、前記舵角センサによって検出された操舵角に対応する第１の推定値および第２の推定値を前記メモリから抽出し、該抽出された第１の推定値と第２の推定値との差を、前記推定偏差として算出する、請求項１２に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項１４】
前記判断回路は、前記運転手が片手でハンドルを操作している状態にあると判断した場合において、前記第１の変動幅が前記第２の変動幅より大きければ、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、前記第２の変動幅が前記第１の変動幅より大きければ、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する、請求項１２に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項１５】
前記制御ユニットは、さらに、
前記第１の圧力センサの検出値の周波数に対するパワースペクトルを、第１のパワースペクトルとして算出する第１の周波数解析器と、
前記第２の圧力センサの検出値の周波数に対するパワースペクトルを、第２のパワースペクトルとして算出する第２の周波数解析器と、
前記第１のパワースペクトルのピーク値を、第１のピーク値として検出する第１のピーク値検出回路と、
前記第２のパワースペクトルのピーク値を、第２のピーク値として検出する第２のピーク値検出回路と、
前記第１のピーク値を、予め設定されたしきい値と比較し、該しきい値を超える第１のピーク値を抽出する第１の比較器と、
前記第２のピーク値を、予め設定されたしきい値と比較し、該しきい値を超える第２のピーク値を抽出する第２の比較器と、
前記第１の比較器で抽出された第１のピーク値の数および前記第２の比較器で抽出された第２のピーク値の数に基づいて、運転手が両手でハンドルを操作している状態にあるのか、または片手でハンドルを操作している状態にあるのかを判断する判断回路と、
を備える、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項１６】
前記判断回路は、前記抽出された第１のピーク値の数が１つであり、かつ前記抽出された第２のピーク値の数が１つであるならば、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、
前記抽出された第１のピーク値の数が１つであり、前記抽出された第２のピーク値の数が複数ならば、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、
前記抽出された第１のピーク値の数が複数であり、前記抽出された第２のピーク値の数が１つならば、運転手が右でハンドルを操作している状態と判断する、請求項１５に記載の操舵状態を判断する装置。
【請求項１７】
前記しきい値は、片手でハンドルを操作している時に、前記第１の圧力センサまたは前記第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルに現れる複数のピーク値を、前記第１の比較器または第２の比較器で抽出可能なように設定される、請求項１５に記載の操舵状態を判断する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転手の操舵状態を判断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧力センサを用いて、運転手の着座状態を検出する手法が提案されている。例えば、エアバッグを効果的に展開させるために運転手の着座状態を検出する手法は、座席の座部に第１の圧力センサを設け、座席の背部に第２の圧力センサを設ける。該第１および第２の圧力センサの検出値と、シートベルトの引き出し量とに基づいて、運転手の着座状態が正常かどうかを判断する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、運転席の背もたれおよび（または）座部に、圧力センサを備える密閉の空気袋を設け、運転手の居眠り状態を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
さらに、圧力センサを備える密閉された空気袋を、シートベルトや座席に設け、運転手の生体情報を収集する手法がある（例えば、特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２３６２７６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−１８７４５０号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００１−２８６４４８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
車両のハンドルは、両手で操作されるのが好ましい。また、運転手の操舵状態に関する情報を取得することができれば、該情報を車両の様々な制御に用いることができる。
【０００９】
したがって、運転手がハンドルを操作している状態を判断するための装置が必要とされている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の一つの側面によると、運転手の操舵状態を判断する装置は、車両の座席の背部に設けられ、運転手が着座した時に該運転手の体圧を検出する少なくとも２つの圧力センサと、該少なくとも２つの圧力センサの検出値に基づいて、運転手の操舵状態を判断する制御ユニットと、を備える。この発明によると、運転手のハンドル操作に応じた体圧の変化を検出することができるので、運転手の操舵状態を判断することができる。
【００１１】
この発明の一実施形態によると、上記の少なくとも２つの圧力センサは、運転手が着座した時に該運転手の左側の体圧を検出する第１の圧力センサと、運転手が着座した時に該運転手の右側の体圧を検出する第２の圧力センサとを含む。この発明によれば、ハンドルの操作が両手で行われているのか、片手で行われているのかを判断することができる。
【００１２】
この発明の一実施形態においては、第１および第２の圧力センサは、該第１および第２の圧力センサ間の水平方向の距離が運転手の肩幅に適合するように配置される。このような圧力センサの配置により、ハンドルの操作に応じた体圧の変化をより正確に検出することができる。
【００１３】
この発明の一実施形態では、上記の制御ユニットは、さらに、第１の圧力センサの検出値の変動幅を第１の変動幅として算出し、第２の圧力センサの検出値の変動幅を第２の変動幅として算出する。第１の変動幅と第２の変動幅の差が、検出偏差として算出される。検出偏差は、予め設定されたしきい値と比較される。判断回路は、検出偏差がしきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、検出偏差がしきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。この発明では、両手でハンドルを操作している時は、所与の時点での第１および第２の圧力センサの検出値の差が小さく、片手でハンドルを操作している時は、該検出値の差が大きいという特性が利用され、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを、より正確に判断することができる。
【００１４】
この発明の他の側面によると、制御ユニットは、第１の圧力センサの検出値の推移方向および第２の圧力センサの検出値の推移方向を検出する。判断回路は、該検出結果に基づいて、操舵方向を判断する。この発明によれば、圧力センサの検出値から、ハンドルが操作されている方向を求めることができる。
【００１５】
この発明の一実施形態によると、判断回路は、さらに、第１の圧力センサの検出値の変動幅が、第２の圧力センサの検出値の変動幅より大きければ、該第１の圧力センサの検出値の推移方向に基づいて操舵方向を判断する。また、第２の圧力センサの検出値の変動幅が、第１の圧力センサの検出値の変動幅より大きければ、該第２の圧力センサの検出値の推移方向に基づいて操舵方向を判断する。変動幅が大きい方の圧力センサの検出値に基づくことにより、操舵方向をより正確に判断することができる。
【００１６】
この発明の他の実施形態によると、制御ユニットは、さらに、第１の圧力センサの検出値の変動幅を第１の変動幅として算出し、第２の圧力センサの検出値の変動幅を第２の変動幅として算出する。さらに、第１の変動幅の極大値を第１の極大値として検出し、第２の変動幅の極大値を第２の極大値として検出する。第１および第２の極大値の差が、極大値偏差として算出される。極大値偏差は、予め設定されたしきい値と比較される。判断回路は、極大値偏差がしきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、極大値偏差がしきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。この発明では、両手でハンドルを操作している時は、第１および第２の極大値の差が小さく、片手でハンドルを操作している時は、該極大値の差が大きいという特性が利用され、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを、より正確に判断することができる。
【００１７】
この発明のさらに他の実施形態によると、操舵角を検出する舵角センサが設けられる。制御ユニットは、該検出された操舵角に応じて、第１の圧力センサの検出値および第２の圧力センサの検出値の差を推定し、推定偏差として出力する。制御ユニットは、第１の圧力センサの検出値の変動幅を第１の変動幅として算出し、第２の圧力センサの検出値の変動幅を第２の変動幅として算出する。第１の変動幅と第２の変動幅の差が、検出偏差として算出される。検出偏差は、上記推定偏差と比較される。判断回路は、検出偏差が推定偏差より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、検出偏差が推定偏差より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。この発明によれば、操舵角に応じて推定された偏差に対し、実際に検出された第１および第２の圧力センサの圧力偏差が比較される。操舵角に応じて設定される理想的な推定偏差を用いることにより、実際の操舵状態が理想的な操舵状態からどの程度ずれているかを判断することができる。
【００１８】
この発明のさらに他の実施形態によると、制御ユニットは、第１の圧力センサの検出値の周波数に対するパワースペクトルを、第１のパワースペクトルとして算出し、第２の圧力センサの検出値の周波数に対するパワースペクトルを、第２のパワースペクトルとして算出する。第１のパワースペクトルのピーク値が、第１のピーク値として検出され、第２のパワースペクトルのピーク値が、第２のピーク値として検出される。第１のピーク値はしきい値と比較され、しきい値を超えるピーク値が抽出される。第２のピーク値もしきい値と比較され、しきい値を超えるピーク値が抽出される。判断回路は、抽出された第１のピーク値の数および抽出された第２のピーク値の数に基づいて、両手でハンドルを操作している状態にあるのか、または片手でハンドルを操作している状態にあるのかを判断する。この発明では、第１または第２の圧力センサの検出値について、両手でハンドルを操作している時は、しきい値を超えるパワースペクトルのピーク値が１つ現れ、片手でハンドルを操作している時は、しきい値を超えるパワースペクトルのピーク値が複数現れるという特性が利用され、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを、より正確に判断することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に従う、圧力センサの配置を示す図である。図１の（ａ）は、運転手が運転席に着座している状態を側面から見た図であり、図１の（ｂ）は、この状態を背面から見た図である。
【００２０】
運転席の背部１に、第１の圧力センサ３および第２の圧力センサ４が設けられている。第１の圧力センサ３は、着座している運転手の左肩または左肩の少し下の部分の体圧を受けるよう設けられる。第２の圧力センサ４は、着座している運転手の右肩または右肩の少し下の部分の体圧を受けるよう設けられる。第１および第２の圧力センサ３および４は、座席の背部１の内部に埋め込んでもよいし、座席の背部１の表面に設けてもよい。
【００２１】
図２は、この発明の一実施形態に従う、第１の圧力センサ３および第２の圧力センサ４の構成を示す図である。第１および第２の圧力センサ３および４は、同じ構成を有する。圧力センサは、密閉した空気袋５を有しており、該空気袋５は、チューブ６を介して圧力−電気変換器７に接続される。圧力−電気変換器７は、空気袋５内の空気の圧力を電気信号として出力し、該電気信号は、電気コード８を介して端子９に送られる。代替的に、圧力−電気変換器７を空気袋の内部に設けてもよい。空気袋５は、機密性を有する柔軟な金属、ゴム、プラスチック、布、紙などで製作されることができる。
【００２２】
図３は、この発明の一実施形態に従う、第１の圧力センサ３および第２の圧力センサ４に接続される回路の一例である。第１の圧力センサ３からの電気信号は、該第１の圧力センサ３の端子９ａ（図２の端子９に対応する）を介して第１の増幅回路１０ａに渡される。第１の増幅回路１０ａによって増幅された電気信号は、第１のフィルタ１１ａによって高周波のノイズ等が除去される。同様に、第２の圧力センサ４からの電気信号は、該第２の圧力センサの端子９ｂ（図２の端子９に対応する）を介して第２の増幅回路１０ｂに渡される。第２の増幅回路１０ｂによって増幅された電気信号は、第２のフィルタ１１ｂによって高周波のノイズ等が除去される。
【００２３】
第１および第２のフィルタ１１ａおよび１１ｂの出力は、制御ユニット１２に渡される。制御ユニット１２は、第１の圧力センサの検出値および第２の圧力センサの検出値に基づいて、運転手の操舵状態を判断する。
【００２４】
図４は、運転手が両手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ａから出力される第１の圧力センサ３の検出値の波形２１、および第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサ４の検出値の波形２２を示す。ライン２０によって示される出力レベルは、定常値を示す。定常値は、運転手が定常状態で着座している時に（すなわち、通常の姿勢で正面を向いて着座している時に）、第１および第２の圧力センサによって検出される圧力値を示す。以下、圧力センサによって検出された値の該定常値に対する偏差を「変動幅」と呼び、変動幅は絶対値で表される。
【００２５】
この実施例では、第１の圧力センサについての定常値と、第２の圧力センサについての定常値とは同じである。当然ながら、運転手の体型および姿勢等に応じて、左側の体圧と右側の体圧が異なる場合もあるので、第１および第２の圧力センサのそれぞれについての定常値が予め計測されるのが好ましい。
【００２６】
矢印２３によって示されるように、運転手がハンドルを左方向に操作すると、運転手の身体が左側に押されるので、第１の圧力センサ３の検出値は上昇し、第２の圧力センサの検出値は下降する。一方、矢印２４によって示されるように、運転手がハンドルを右方向に操作すると、運転手の身体が右側に押されるので、第１の圧力センサ３の検出値は下降し、第２の圧力センサ４の検出値は上昇する。
【００２７】
このように、両手でハンドルを操作しているとき、所与の時点での第１の圧力センサ３の検出値の変動幅と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅との差が小さいことがわかる。また、第１の圧力センサ３の検出値の変動幅の極大値（参照番号２５により示される）と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅の極大値（参照番号２６により示される）との差が小さいことがわかる。
【００２８】
図５は、運転手が左手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ａから出力される第１の圧力センサ３の検出値の波形２７、および第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサ４の検出値の波形２８を示す。
【００２９】
矢印２９によって示されるように、運転手がハンドルを左方向に操作すると、運転手の身体が左側に押されるので、第１の圧力センサ３の検出値は上昇する。右手がハンドルから離れているので、第２の圧力センサ４の検出値の変化は小さい。一方、矢印３０によって示されるように、運転手がハンドルを右方向に操作すると、運転手の身体が右側に押されるので、第１の圧力センサ３の検出値は下降する。運転手の身体が右側に押されるために第２の圧力センサ４の検出値は上昇するが、右手がハンドルから離れているため、上昇幅が小さい。
【００３０】
このように、運転手が左手でハンドルを操作しているとき、所与の時点での第１の圧力センサ３の検出値の変動幅と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅との差が、図４と比較して大きい。また、第１の圧力センサ３の検出値の変動幅の極大値（参照番号３１によって示される）と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅の極大値（参照番号３２によって示される）との差が、図４と比較して大きい。
【００３１】
図６は、運転手が右手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ａから出力される第１の圧力センサ３の検出値の波形３３、および第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサ４の検出値の波形３４を示す。
【００３２】
矢印３５によって示されるように、運転手がハンドルを右方向に操作すると、運転手の身体が右側に押されるので、第２の圧力センサ４の検出値は上昇する。左手がハンドルから離れているので、第１の圧力センサ３の検出値の変化は小さい。一方、矢印３６によって示されるように、運転手がハンドルを左方向に操作すると、運転手の身体が左側に押されるので、第２の圧力センサ４の検出値は下降する。運転手の身体が左側に押されるために第１の圧力センサ３の検出値は上昇するが、左手がハンドルから離れているため、上昇幅は小さい。
【００３３】
このように、運転手が右手でハンドルを操作しているとき、所与の時点での第１の圧力センサ３の検出値の変動幅と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅との差が、図４と比較して大きい。また、第１の圧力センサ３の検出値の変動幅の極大値（参照番号３７によって示される）と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅の極大値（参照番号３８によって示される）との差が、図４と比較して大きい。
【００３４】
図７は、この発明の第１の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニット１２の機能ブロック図を示す。機能ブロックは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実現されることができる。
【００３５】
第１の実施形態では、両手でハンドルを操作している時には、所与の時点での第１の圧力センサの変動幅と第２の圧力センサの変動幅との差が小さいが、片手でハンドルを操作している時には、所与の時点での第１の圧力センサの変動幅と第２の圧力センサの変動幅との差が大きいという特性を利用して、ハンドル操作が両手で行われているのか、片手で行われているのかを判断する。
【００３６】
第１および第２のフィルタ１１ａおよび１１ｂから出力された第１および第２の圧力センサ３および４の検出値は、第１および第２のアナログ／デジタル変換器４１ａおよび４１ｂによって、それぞれデジタル値に変換される。
【００３７】
第１の変動幅算出回路４２ａは、第１の圧力センサ３の検出値と、定常値との偏差（以下、第１の変動幅と呼ぶ）を算出する。第２の変動幅算出回路４２ｂは、第２の圧力センサ４の検出値と、定常値との偏差（以下、第２の変動幅と呼ぶ）を算出する。定常値は、たとえば制御ユニット１２に設けられたメモリに記憶されていることができる。
【００３８】
偏差算出回路４３は、第１の変動幅と第２の変動幅との差（検出偏差と呼ぶ）を算出する。検出偏差は、絶対値で表される。比較器４４は、検出偏差と、メモリ４７に予め格納されたしきい値とを比較する。しきい値は、両手でハンドルを操作した時に計測された、第１の変動幅と第２の変動幅との差よりも少し大きめに設定される。図４の例では、しきい値は、たとえば０．５（Ｖ）に設定されることができる。
【００３９】
判断回路４５は、検出偏差がしきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、検出偏差がしきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。後者の場合、判断回路４５は、左手または右手の判断を行うことができる。判断回路４５は、第１の変動幅が第２の変動幅より大きければ、左手でハンドルを操作している状態と判断し、第２の変動幅が第１の変動幅より大きければ、右手でハンドルを操作している状態と判断する。
【００４０】
第１の方向検出回路４６ａは、第１のＡＤ変換器４１ａから出力される第１の圧力センサ３の検出値の推移を監視し、該検出値が上昇しているのか下降しているのかを判断する。第２の方向検出回路４６ｂは、第２のＡＤ変換器４１ｂから出力される第２の圧力センサ４の検出値の推移を監視し、該検出値が上昇しているのか下降しているのかを判断する。
【００４１】
図４から明らかなように、運転手がハンドルを左方向に操作すると、第１の圧力センサ３の検出値は上昇し、第２の圧力センサ４の検出値は下降する。運転手がハンドルを右方向に操作すると、第１の圧力センサ３の検出値は下降し、第２の圧力センサ４の検出値は上昇する。したがって、運転手が両手でハンドルを操作している時は、第１の圧力センサ３または第２の圧力センサ４の検出値のどちらの推移に基づいても、操舵方向を検出することができる。
【００４２】
図５から明らかなように、運転手が左手でハンドルを操作している時は、第２の圧力センサ４の検出値は不安定に推移するので、第１の圧力センサ３の検出値の推移に基づいて操舵方向を検出する。図６から明らかなように、運転手が右手でハンドルを操作している時は、第１の圧力センサ３の検出値は不安定に推移するので、第２の圧力センサ４の検出値の推移に基づいて操舵方向を検出する。
【００４３】
したがって、判断回路４５は、両手でハンドルを操作していると判断した場合には、第１の方向検出回路４６ａの検出結果または第２の方向検出回路４６ｂの検出結果のいずれかに基づいて操舵方向を求める。また、判断回路４５は、左手でハンドルを操作していると判断した場合には、第１の方向検出回路４６ａの検出結果に基づいて操舵方向を求め、右手でハンドルを操作していると判断した場合には、第２の方向検出回路４６ｂの検出結果に基づいて操舵方向を求める。
【００４４】
警報部を設けて、運転手が片手でハンドルを操作している状態が所定時間以上続いた時には、警報を発するようにしてもよい。警報は、たとえば、音声または視覚的な表示により行うことができる。
【００４５】
代替的に、第１の変動幅算出回路４２ａは、所定時間にわたる第１の変動幅の平均値を算出してもよい。平均値の算出には、移動平均法を用いてもよい。同様に、第２の変動幅算出回路４２ｂは、所定時間にわたる第２の変動幅の平均値を算出してもよい。この場合、偏差算出回路４３は、第１の変動幅の平均値と第２の変動幅の平均値との差を検出偏差として算出する。
【００４６】
さらに、代替的に、判断回路４５は、比較器４４の比較結果を、所定時間にわたって保持することができる。保持された複数の比較結果に基づいて、操舵状態を判断することができる。一例として、検出偏差がしきい値より小さいことを示す比較結果のカウントが所定値を超えたならば、両手でハンドルを操作している状態と判断する。検出偏差がしきい値より大きいことを示す比較結果のカウントが所定値を超えたならば、片手でハンドルを操作している状態と判断する。このようなカウントにより、より信頼性のある判定を行うことができる。
【００４７】
図８は、本発明の第２の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニット１２の機能ブロック図である。第２の実施形態では、両手でハンドルを操作している時には、第１の圧力センサの変動幅の極大値と第２の圧力センサの変動幅の極大値との差が小さいが、片手でハンドルを操作している時には、第１の圧力センサの変動幅の極大値と第２の圧力センサの変動幅の極大値との差が大きいという特性を利用して、ハンドル操作が両手で行われているのか、片手で行われているのかを判断する。
【００４８】
図７と異なる点についてのみ説明する。第１の極大値検出回路５１ａは、第１の変動幅の極大値（以下、第１の極大値と呼ぶ）を検出する。第２の極大値検出回路５１ｂは、第２の変動幅の極大値（以下、第２の極大値と呼ぶ）を検出する。
【００４９】
偏差算出回路５２は、第１の極大値と第２の極大値との差（極大値偏差と呼ぶ）を算出する。極大値偏差は、絶対値で表される。比較器５３は、極大値偏差と、メモリ４７に予め格納されたしきい値とを比較する。しきい値は、両手でハンドルを操作した時に計測された、第１の変動幅の極大値と第２の変動幅の極大値との差よりも少し大きめに設定される。図４の例では、しきい値は、たとえば０．５（Ｖ）に設定されることができる。
【００５０】
判断回路５４は、極大値偏差がしきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、極大値偏差がしきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。後者の場合、判断回路５４は、左手または右手の判断を行うことができる。判断回路５４は、第１の極大値が第２の極大値より大きければ、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、第２の極大値が第１の極大値より大きければ、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する。
【００５１】
代替的に、第１の極大値の代わりに、第１の圧力センサ３の検出値の変動幅の極小値を用いてもよい。同様に、第２の極大値の代わりに、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅の極小値を用いてもよい。
【００５２】
図９は、本発明の第３の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニット１２の機能ブロック図である。第３の実施形態では、舵角センサにより検出されるハンドルの操舵角を用いる。ここで図４の矢印２３を参照すると、ハンドルが左方向に操作されるにつれ、第１および第２の圧力センサ３および４の検出値が変化する。すなわち、操舵角と、第１および第２の圧力センサの検出値との間には相関性があり、この相関性を利用して、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを判断する。
【００５３】
図７と異なる点についてのみ説明する。メモリ４７には、第１および第２の圧力センサの検出値について、操舵角に対応する第１および第２の推定値が記憶されている。該第１および第２の推定値は、両手でハンドルを操作した時に計測された、第１および第２の圧力センサ３および４の検出値に基づいて設定されることができる。
【００５４】
舵角センサ６１は、ハンドルの操舵角を検出する。偏差推定器６２は、検出された操舵角に対応する第１および第２の推定値をメモリ４７から抽出し、該第１の推定値と第２の推定値との差（推定偏差と呼ぶ）を算出する。
【００５５】
比較器６３は、偏差算出回路４３によって算出された検出偏差と、偏差推定器６２によって算出された推定偏差とを比較する。判断回路６４は、検出偏差が推定偏差より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、検出偏差が推定偏差より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。後者の場合、判断回路６４は、左手または右手の判断を行うことができる。判断回路６４は、第１の変動幅が第２の変動幅より大きければ、左手でハンドルを操作している状態と判断し、第２の変動幅が第１の変動幅より大きければ、右手でハンドルを操作している状態と判断する。
【００５６】
代替的に、偏差推定器６２は、検出された操舵角に基づき、何らかの適切な演算式を用いることで、推定偏差を算出してもよい。
【００５７】
舵角センサ６１により操舵方向を検出することができるので、第１および第２の方向検出回路は設けられていない。
【００５８】
図１０は、運転手が両手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ａから出力される第１の圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す。当然ながら、第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルについても、同様の結果が得られる。
【００５９】
ライン７０は、しきい値のレベルを示しており、この実施例においては０．２（Ｖ）に設定されている。両手でハンドルを操作しているとき、しきい値を超えるピーク値（参照番号７１に示される）が１つ現れることがわかる。
【００６０】
図１１は、運転手が左手でハンドルを操作している状態において、第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す。図１２は、運転手が右手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ｂから出力される第１の圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す。
【００６１】
図１０と同様に、しきい値ライン７０が示されている。図１１において、しきい値を超えるピーク値（参照番号７２〜７４によって示される）が、複数現れることがわかる。また、図１２において、しきい値を超えるピーク値（参照番号７５〜７７によって示される）が、複数現れることがわかる。
【００６２】
したがって、第１または第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルについて、しきい値を超えるピーク値の数が複数ある場合には、片手でハンドルを操作している状態と判断することができる。
【００６３】
図１３は、本発明の第４の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニット１２の機能ブロック図である。第４の実施形態では、図１０を参照して説明した特性を利用して、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを判断する。
【００６４】
図７と異なる点についてのみ説明する。第１の周波数解析器８１ａは、第１の圧力センサ３の検出値の周波数を、たとえばフーリエ変換を用いて解析し、第１の圧力センサ３の検出値のパワースペクトル（第１のパワースペクトルと呼ぶ）を算出する。第２の周波数解析器８１ｂは、第２の圧力センサ４の検出値の周波数を、たとえばフーリエ変換を用いて解析し、第２の圧力センサ４の検出値のパワースペクトル（第２のパワースペクトルと呼ぶ）を算出する。
【００６５】
第１のピーク値検出回路８２ａは、第１のパワースペクトルのピーク値（以下、第１のピーク値と呼ぶ）を検出する。第２のピーク値検出回路８２ｂは、第２のパワースペクトルのピーク値（以下、第２のピーク値と呼ぶ）を検出する。図１１および図１２に示されるように、ピーク値が複数ある場合には、該複数のピーク値が検出される。
【００６６】
メモリ４７には、しきい値が記憶されている。第１の比較器８３ａは、第１のピーク値としきい値とを比較し、しきい値を超える第１のピーク値を抽出する。第２の比較器８３ｂは、第２のピーク値としきい値とを比較し、しきい値を超える第２のピーク値を抽出する。
【００６７】
ここで、しきい値は、片手でハンドルを操作した時に、第１または第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルにおいて現れる複数のピーク値が、第１の比較器８３ａまたは第２の比較器８３ｂで抽出できるように設定される。図１０〜図１２の例では、前述したように、たとえばライン７０によって表される値（０．２Ｖ）に設定されることができる。
【００６８】
判断回路８４は、抽出された第１のピーク値の数が１つであり、かつ抽出された第２のピーク値の数が１つであるならば、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断する。判断回路８４は、抽出された第１のピーク値の数および抽出された第２のピーク値の数のうち、どちらかが複数ならば、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。後者の場合、判断回路８４は、左手または右手を判断することができる。判断回路８４は、抽出された第１のピーク値の数が１つであり、かつ抽出された第２のピーク値の数が複数ならば、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断する。また、抽出された第１のピーク値の数が複数であり、かつ抽出された第２のピーク値の数が１つならば、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する。
【００６９】
【発明の効果】
この発明によれば、２つの圧力センサを利用して、運転手の操舵状態を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に従う、圧力センサの配置を示す図。
【図２】この発明の一実施形態に従う、圧力センサの構造を示す図。
【図３】この発明に一実施形態に従う、圧力センサに接続される回路の構成図。
【図４】この発明の一実施形態に従う、運転手が両手でハンドルを操作している時の、第１および第２の圧力センサの検出値の波形を示す図。
【図５】この発明の一実施形態に従う、運転手が左手でハンドルを操作している時の、第１および第２の圧力センサの検出値の波形を示す図。
【図６】この発明の一実施形態に従う、運転手が右手でハンドルを操作している時の、第１および第２の圧力センサの検出値の波形を示す図。
【図７】この発明の第１の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニットの機能ブロック図。
【図８】この発明の第２の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニットの機能ブロック図。
【図９】この発明の第３の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニットの機能ブロック図。
【図１０】この発明の一実施形態に従う、運転手が両手でハンドルを操作している時の、圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す図。
【図１１】この発明の一実施形態に従う、運転手が左手でハンドルを操作している時の、圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す図。
【図１２】この発明の一実施形態に従う、運転手が右手でハンドルを操作している時の、圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す図。
【図１３】この発明の第４の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニットの機能ブロック図。
【符号の説明】
３  第１の圧力センサ
４  第２の圧力センサ
１２  制御ユニット
【図１】
2004291736.tif 000003
【図２】
2004291736.tif 000004
【図３】
2004291736.tif 000005
【図４】
2004291736.tif 000006
【図５】
2004291736.tif 000007
【図６】
2004291736.tif 000008
【図７】
2004291736.tif 000009
【図８】
2004291736.tif 000010
【図９】
2004291736.tif 000011
【図１０】
2004291736.tif 000012
【図１１】
2004291736.tif 000013
【図１２】
2004291736.tif 000014
【図１３】
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