JP2022148332A - Vehicular steering device - Google Patents

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Abstract

To provide a vehicular steering device capable of detecting gripping of a steering wheel by a driver without requiring addition of a dedicated capacitance detection circuit for detecting the gripping of the steering wheel.SOLUTION: A steering device comprises a steering wheel 10, an operation panel 15, a secondary capacitance sensing part 18, and a capacitance detection circuit. In the steering wheel 10, a rim part 12 is connected to a spoke part 13 extending from a hub part 11. The operation panel 15 disposed on the rim part 12 detects a change of a capacitance by a touch operation, and outputs a signal to a control part of on-vehicle equipment. The secondary capacitance sensing part 18 is conducted with a capacitance sensing part of the operation panel 15. The capacitance detection circuit detects changes of capacitances of the capacitance sensing part and the secondary capacitance sensing part 18. The secondary capacitance sensing part 18 extends from the spoke 13 to the rim part 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、運転者によるステアリングホイールの把持を検出する機能を備えた車両のステアリング装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicle steering apparatus having a function of detecting gripping of a steering wheel by a driver.

車両のステアリング装置として、運転者がステアリングホイールを把持しているか否かを検出する検出センサを備えたものがある。この検出センサの検出方式として、静電容量式のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Some vehicle steering devices include a detection sensor that detects whether or not a driver is gripping a steering wheel. As a detection method of this detection sensor, a capacitance type is known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載のステアリング装置は、ステアリングホイールのリム部の外層部に導電性の金属から成る検出電極が配置され、検出電極で感知される静電容量の変化を静電容量検出回路によって検出する基本構成とされている。 In the steering device described in Patent Document 1, a detection electrode made of a conductive metal is arranged on the outer layer of the rim portion of the steering wheel, and changes in capacitance sensed by the detection electrode are detected by a capacitance detection circuit. It is considered to be the basic configuration to do.

特開2016-165940号公報JP 2016-165940 A

ステアリング装置において、運転者によるステアリングホイールの把持を検出するために静電容量式の検出センサを設置する場合、静電容量を感知するための検出電極の他に専用の静電容量検出回路を設ける必要がある。このため、ステアリング装置に静電容量式の検出センサを設置する場合には、部品点数が増加し、そのことが製品コストの高騰の要因になるうえ、専用の静電容量検出回路の設置スペースを確保する必要が生じる。 In a steering system, when a capacitive detection sensor is installed to detect the grip of the steering wheel by the driver, a dedicated capacitance detection circuit is provided in addition to the detection electrode for sensing the capacitance. There is a need. For this reason, when installing a capacitance-type detection sensor in the steering system, the number of parts increases, which causes the product cost to soar, and the installation space for the dedicated capacitance detection circuit. need to be secured.

そこで本発明は、ステアリングホイールの把持を検出するための専用の静電容量検出回路の増設を要することなく、運転者によるステアリングホイールの把持を検出できる車両のステアリング装置を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vehicle steering apparatus capable of detecting the driver's grip on the steering wheel without adding a dedicated capacitance detection circuit for detecting the grip of the steering wheel. .

本発明に係る車両のステアリング装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る車両のステアリング装置は、ハブ部(例えば、実施形態のハブ部11)から延びるスポーク部(例えば、実施形態のスポーク部13)にリム部(例えば、実施形態のリム部12)が連結されたステアリングホイール(例えば、実施形態のステアリングホイール10)と、前記スポーク部に配置され、タッチ操作による静電容量の変化を検出して車載機器の制御部に信号を出力する静電容量式の操作パネル(例えば、実施形態の操作パネル15)と、前記操作パネルの静電容量感知部(例えば、実施形態の静電容量感知部16)と導通する副静電容量感知部(例えば、実施形態の副静電容量感知部18)と、前記静電容量感知部と前記副静電容量感知部の静電容量の変化を検出する静電容量検出回路(例えば、実施形態の静電容量検出回路17)と、を備え、前記副静電容量感知部は、前記スポーク部から前記リム部に延びていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a vehicle steering apparatus according to the present invention employs the following configuration.
That is, in the vehicle steering device according to the present invention, spokes (for example, spokes 13 in the embodiment) extending from a hub (for example, hub 11 in the embodiment) are attached to a rim (for example, rim 12 in the embodiment). ) is connected to the steering wheel (e.g., the steering wheel 10 of the embodiment), and the electrostatic that is arranged on the spoke portion and outputs a signal to the control unit of the in-vehicle device by detecting a change in capacitance due to a touch operation. A capacitive operation panel (for example, the operation panel 15 of the embodiment) and a sub-capacitance sensing section (for example, , the sub-capacitance sensing section 18 of the embodiment), and a capacitance detection circuit (for example, the capacitance and a capacitive sensing circuit 17), wherein the secondary capacitive sensing portion extends from the spoke portion to the rim portion.

上記の構成により、運転者によって操作パネルが操作されると、静電容量感知部の静電容量が操作に応じて変化する。この変化は、静電容量検出回路によって検出され、検出信号として車載機器の制御部に出力される。
また、運転者によってステアリングホイールのスポーク部(操作パネル以外の部位)やリム部が把持(接触操作)されると、副静電容量感知部の静電容量が把持位置等に応じて変化する。この変化は、静電容量検出回路によって検出される。したがって、上記の構成を採用した場合には、操作パネルと共通の静電容量検出回路を利用してステアリングホイールに対する運転者の把持状況を検出することができる。
With the above configuration, when the operation panel is operated by the driver, the capacitance of the capacitance sensor changes according to the operation. This change is detected by the capacitance detection circuit and output as a detection signal to the controller of the in-vehicle device.
Also, when the driver grips (contacts) the spokes (parts other than the operation panel) or rim of the steering wheel, the capacitance of the sub-capacitance sensor changes according to the gripping position. This change is detected by a capacitance detection circuit. Therefore, when the above configuration is employed, it is possible to detect the state of the driver's grip on the steering wheel using the capacitance detection circuit that is common to the operation panel.

上記の車両のステアリング装置は、静電容量検出回路によって検出された静電容量の多寡に応じて、前記操作パネルの操作状況と、前記スポーク部に対する運転者の接触状態、若しくは、前記リム部に対する運転者の接触状態を検出する操作検出部(例えば、実施形態の操作検出部21)を備えることが望ましい。 The vehicle steering device described above detects the amount of capacitance detected by the capacitance detection circuit, and the operation state of the operation panel, the contact state of the driver with respect to the spoke portion, or the contact state with respect to the rim portion. It is desirable to include an operation detection unit (for example, the operation detection unit 21 of the embodiment) that detects the contact state of the driver.

この場合、例えば、操作パネルの静電容量感知部で感知される静電容量を、副静電容量感知部で感知される静電容量に対して充分に大きく設定しておけば、操作検出部は、静電容量検出回路で検出される静電容量に基づいて、操作パネルの操作状況とステアリングホイールの把持状態とを検出することができる。また、例えば、運転者がリム部に接触しているときに副静電容量感知部で感知される静電容量を、運転者がスポーク部に接触しているときに副静電容量感知部で感知される静電容量よりも小さく設定しておけば、操作検出部は、運転者によるリム部に対する接触とスポーク部に対する接触を区別して検出することができる。 In this case, for example, if the capacitance sensed by the capacitance sensing section of the operation panel is set sufficiently large relative to the capacitance sensed by the sub-capacitance sensing section, the operation detection section can detect the operating state of the operation panel and the gripping state of the steering wheel based on the capacitance detected by the capacitance detection circuit. Also, for example, the capacitance sensed by the sub-capacitance sensing unit when the driver is in contact with the rim is detected by the sub-capacitance sensing unit when the driver is in contact with the spoke. If it is set to be smaller than the sensed capacitance, the operation detection section can detect the driver's contact with the rim portion and contact with the spoke portion by distinguishing between them.

前記副静電容量感知部は、前記スポーク部の外表に配置される第1導電部(例えば、実施形態の第1導電部18a)と、前記第1導電部に接続され当該第1導電部から前記リム部に延びる第2導電部(例えば、実施形態の第2導電部18b)と、を備え、前記第2導電部は、前記リム部において、非導電性の表皮部材(例えば、実施形態の表皮部材19)によって覆われるようにしても良い。 The sub-capacitance sensing portion includes a first conductive portion (for example, the first conductive portion 18a in the embodiment) disposed on the outer surface of the spoke portion, and a first conductive portion connected to the first conductive portion. a second conductive portion (for example, the second conductive portion 18b of the embodiment) extending to the rim portion, and the second conductive portion is a non-conductive skin member (for example, the It may be covered with a skin member 19).

この場合、第1導電部は、スポーク部の外表に配置されるため、運転者がスポーク部に接触すると、比較的大きな静電容量の変化を静電容量検出回路が検出することになる。また、第2導電部は、リム部において非導電性の表皮部材によって覆われているため、運転者がリム部に接触すると、比較的小さな静電容量の変化を静電容量検出回路が検出することになる。したがって、操作検出部は、運転者によるリム部に対する接触とスポーク部に対する接触を区別して検出することができる。 In this case, since the first conductive portion is arranged on the outer surface of the spoke portion, when the driver touches the spoke portion, the capacitance detection circuit detects a relatively large change in capacitance. In addition, since the second conductive portion is covered with a non-conductive skin member at the rim portion, when the driver touches the rim portion, the capacitance detection circuit detects a relatively small change in capacitance. It will be. Therefore, the operation detection unit can detect the contact of the driver on the rim portion and the contact on the spoke portion by distinguishing between them.

前記ステアリングホイールは、前記スポーク部を一対備え、一対の前記スポーク部は、前記ステアリングホイールが中立操舵位置にある状態において、前記ハブ部から左右向に延び、各前記スポーク部の前記リム部との接続部のうちの上部領域には、前記ステアリングホイールが中立操舵位置にある状態において、下方に凹状に窪む窪み部(例えば、実施形態の窪み部23)が設けられ、前記第1導電部の少なくとも一部は、前記窪み部に近接して配置されるようにしても良い。 The steering wheel is provided with a pair of spoke portions, and the pair of spoke portions extend laterally from the hub portion in a state where the steering wheel is in a neutral steering position, and are aligned with the rim portion of each spoke portion. An upper region of the connection portion is provided with a depression portion (for example, the depression portion 23 in the embodiment) that is recessed downward when the steering wheel is in the neutral steering position. At least a portion may be arranged adjacent to the recess.

この場合、運転者がスポーク部の上部領域の窪み部に指を掛けてステアリングホイールを把持したときに、運転者の指が第1導電部に近接する。このため、運転者によるステアリングホイールの把持を第1導電部を通して確実に検出することができる。また、第1導電部は、スポーク部の上部領域の窪み部に近接して配置されるため、第1導電部がスポーク部の意匠に悪影響を及ぼしにくくなる。 In this case, when the driver grips the steering wheel by putting his or her finger on the depression in the upper region of the spoke, the driver's finger comes close to the first conductive portion. Therefore, gripping of the steering wheel by the driver can be reliably detected through the first conductive portion. Also, since the first conductive portion is arranged in close proximity to the recessed portion in the upper region of the spoke portion, the first conductive portion is less likely to adversely affect the design of the spoke portion.

前記スポーク部には、前記操作パネルの周囲を取り囲むパネルカバー(例えば、実施形態のパネルカバー22)が配置され、前記第1導電部の一部は、前記スポーク部の本体部と前記パネルカバーの間に配置されるようにしても良い。 A panel cover (for example, the panel cover 22 of the embodiment) surrounding the operation panel is disposed on the spoke portion, and a portion of the first conductive portion is formed between the body portion of the spoke portion and the panel cover. You may make it arrange|position in between.

この場合、第1導電部の一部がスポーク部の本体部とパネルカバーの間の外部から目立ちにくい部位に配置されるため、スポーク部の意匠性を高めることができる。 In this case, a portion of the first conductive portion is arranged between the body portion of the spoke portion and the panel cover at a portion that is not easily noticeable from the outside, so that the design of the spoke portion can be enhanced.

前記ステアリングホイールは、前記スポーク部を一対備え、一対の前記スポーク部は、前記ステアリングホイールが中立操舵位置にある状態において、前記ハブ部から左右方向に延び、各前記スポーク部には、前記静電容量感知部を含む前記操作パネルが夫々配置され、各前記スポーク部の前記静電容量感知部と導通する前記副静電容量感知部は、前記リム部の円周上の異なる領域に夫々延びるようにしても良い。 The steering wheel is provided with a pair of spoke portions, and the pair of spoke portions extend laterally from the hub portion when the steering wheel is in a neutral steering position. The operation panels each including a capacitive sensing part are arranged, and the sub-capacitive sensing part electrically connected to the capacitive sensing part of each spoke part extends in different areas on the circumference of the rim part. You can do it.

この場合、各操作パネルの静電容量感知部に導通する副静電容量感知部のリム部上における延出長さを短くすることができる。このため、リム部における静電容量の感知感度を高めることができる。 In this case, it is possible to shorten the extension length on the rim portion of the sub-capacitance sensing portion that is electrically connected to the capacitance sensing portion of each operation panel. For this reason, it is possible to increase the sensitivity of detecting the capacitance in the rim portion.

本発明に係る車両のステアリング装置は、静電容量式の操作パネルと共通の静電容量検出回路を利用してステアリングホイールに対する運転者の把持状況を検出する。このため、本発明に係る車両のステアリング装置を採用した場合には、ステアリングホイールの把持を検出するための専用の静電容量検出回路の増設を要することなく、運転者によるステアリングホイールの把持を検出することができる。 A steering apparatus for a vehicle according to the present invention uses a capacitance detection circuit that is common to a capacitance type operation panel to detect a driver's grip on a steering wheel. Therefore, when the steering apparatus for a vehicle according to the present invention is adopted, it is possible to detect the grip of the steering wheel by the driver without adding a dedicated capacitance detection circuit for detecting the grip of the steering wheel. can do.

第1実施形態のステアリング装置の正面図。1 is a front view of a steering device according to a first embodiment; FIG. 第1実施形態のステアリング装置におけるステアリング把持の検出原理を示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the principle of detecting gripping of the steering wheel in the steering device of the first embodiment; 第1実施形態のステアリング装置における操作パネル操作時の静電容量とステアリング把持時の静電容量の分布域を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing distribution areas of capacitance when operating an operation panel and capacitance when gripping a steering wheel in the steering device of the first embodiment; 第2実施形態のステアリング装置の正面図。The front view of the steering apparatus of 2nd Embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

<第1実施形態>
図1は、本実施形態のステアリング装置1の正面図である。
ステアリング装置1は、図示しないステアリングシャフトに連結されるステアリングホイール10を備えている。ステアリングホイール10は、ステアリングシャフトに一体回転可能に結合されるハブ部11と、ハブ部11の径方向外側に配置される環状のリム部12と、ハブ部11から径方向外側に延びて、ハブ部11とリム部12を連結する三つのスポーク部13と、を備えている。運転席に着座した運転者と正対するハブ部11の前面(車両の後方側に向く面)には、ホーン操作部14が配置されている。ホーン操作部14の背部側には、図示しないエアバッグ装置が内蔵されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a front view of a steering device 1 of this embodiment.
The steering device 1 includes a steering wheel 10 connected to a steering shaft (not shown). The steering wheel 10 includes a hub portion 11 that is integrally rotatably coupled to the steering shaft, an annular rim portion 12 that is arranged radially outward of the hub portion 11, and a hub portion that extends radially outward from the hub portion 11. and three spoke portions 13 connecting the portion 11 and the rim portion 12 . A horn operation unit 14 is arranged on the front surface (the surface facing the rear side of the vehicle) of the hub portion 11 facing the driver sitting in the driver's seat. An airbag device (not shown) is built in the back side of the horn operating portion 14 .

図1は、ステアリングホイール10が中立操舵位置にある状態を示している。以下のスポーク部13の説明での上下や左右は、特別に断らない限り、ステアリングホイール10が中立操舵位置にあるときにおける上下や左右を意味するものとする。
三つのスポーク部13のうちの二つは、ハブ部11から左右の相反方向に延び、その延び方向の端部がリム部12に連結されている。残余のスポーク部13は、ハブ部11から下方に延び、その延び方向の端部がリム部12に連結されている。以下、三つのスポーク部13を区別する場合には、ハブ部11から左側に延びるスポーク部13を左スポーク部13Lと称し、ハブ部11から右側に延びるスポーク部13を右スポーク部13Rと称する。また、ハブ部11から下側に延びるスポーク部13を下スポーク部13Dと称する。
FIG. 1 shows the steering wheel 10 in a neutral steering position. Unless otherwise specified, up, down, left, and right in the following description of the spoke portion 13 mean up, down, left, and right when the steering wheel 10 is in the neutral steering position.
Two of the three spoke portions 13 extend in opposite left and right directions from the hub portion 11 and are connected to the rim portion 12 at their extending ends. The remaining spoke portions 13 extend downward from the hub portion 11 and are connected to the rim portion 12 at their extending ends. Hereinafter, when distinguishing between the three spoke portions 13, the spoke portion 13 extending leftward from the hub portion 11 is referred to as a left spoke portion 13L, and the spoke portion 13 extending rightward from the hub portion 11 is referred to as a right spoke portion 13R. Further, the spoke portions 13 extending downward from the hub portion 11 are referred to as lower spoke portions 13D.

左スポーク部13Lと右スポーク部13Rの各前面(車両の後方側に向く面)には、パネル面15aに対するタッチ操作によって図示しない車載機器の制御部に操作信号を出力する静電容量式の操作パネル15が配置されている。操作パネル15によるタッチ操作によって操作信号を出力する車載機器は、例えば、オーディオ関連機器や液晶パネルの表示機器、走行モードの切換え機器等である。 On the front surfaces of the left spoke portion 13L and the right spoke portion 13R (surfaces facing the rear side of the vehicle), there are capacitance type operation signals for outputting an operation signal to a control unit of in-vehicle equipment (not shown) by a touch operation on the panel surface 15a. A panel 15 is arranged. The in-vehicle equipment that outputs an operation signal by a touch operation on the operation panel 15 is, for example, audio-related equipment, liquid crystal panel display equipment, driving mode switching equipment, and the like.

図2は、ステアリング装置1におけるステアリング把持の検出原理を示す概略構成図である。図2では、ステアリングホイール10の一部を断面にして示している。図2中のステアリングホイール10の断面は、リム部12の表面から内部中心側に向かう領域の断面をイメージしたものである。図2中の符号20は、リム部12の中心側のウレタン等の樹脂層であり、符号19は、リム部12の外側を被覆する表皮部材である。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the detection principle of steering gripping in the steering device 1. As shown in FIG. FIG. 2 shows a part of the steering wheel 10 in cross section. The cross section of the steering wheel 10 in FIG. 2 is an image of the cross section of the region from the surface of the rim portion 12 toward the inner center side. Reference numeral 20 in FIG. 2 denotes a resin layer such as urethane on the center side of the rim portion 12 , and reference numeral 19 denotes a skin member covering the outside of the rim portion 12 .

操作パネル15は、図2に示すように、パネル面15aに対するタッチ操作に応じた静電容量の変化を感知する静電容量感知部16と、静電容量感知部16で感知した静電容量の変化を検出する静電容量検出回路17と、を備えている。 The operation panel 15 includes, as shown in FIG. and a capacitance detection circuit 17 that detects a change.

操作パネル15の静電容量感知部16には、導電部材から成る副静電容量感知部18が接続されている。副静電容量感知部18は、図1に示すように、第1導電部18aと第2導電部18bとを備え、これらがスポーク部13(左スポーク部13L、及び、右スポーク部13R)からリム部12に延びている。第1導電部18aと第2導電部18bは、例えば、導電性の金属導線や金属板、金属メッキ層、導電性塗料等によって構成することができる。 A sub-capacitance sensing portion 18 made of a conductive member is connected to the capacitance sensing portion 16 of the operation panel 15 . The sub-capacitance sensing portion 18, as shown in FIG. 1, includes a first conductive portion 18a and a second conductive portion 18b, which extend from the spoke portions 13 (the left spoke portion 13L and the right spoke portion 13R). It extends to the rim portion 12 . The first conductive portion 18a and the second conductive portion 18b can be composed of, for example, a conductive metal lead wire, a metal plate, a metal plating layer, a conductive paint, or the like.

第1導電部18aは、スポーク部13(左スポーク部13L、及び、右スポーク部13R)の外表の操作パネル15の周域部に配置されている。第2導電部18bは、第1導電部18aの端部からスポーク部13とリム部12の接続部を跨いでリム部12の一部に延びている。第2導電部18bは、スポーク部13とリム部12の外表の内側に配置されている。第2導電部18bのうちの、リム部12の一部に延びる領域は、リム部12の外側に巻き付けられる皮革等から成る非導電性の表皮部材19の内側に配置されている。つまり、リム部12では、第2導電部18bの外側が表皮部材19によって覆われている。
なお、図1では、第2導電部18bは、リム部12のうちのスポーク部13から径方向外側に延長する領域にのみ延在しているが、第2導電部18bは、リム部12の円周上のさらに広い領域に延在するようにしても良い。
The first conductive portion 18a is arranged in the peripheral portion of the operation panel 15 on the outer surface of the spoke portion 13 (the left spoke portion 13L and the right spoke portion 13R). The second conductive portion 18 b extends from the end portion of the first conductive portion 18 a to a portion of the rim portion 12 across the connecting portion between the spoke portion 13 and the rim portion 12 . The second conductive portion 18 b is arranged inside the outer surfaces of the spoke portion 13 and the rim portion 12 . A region of the second conductive portion 18 b that extends to a portion of the rim portion 12 is arranged inside a non-conductive skin member 19 made of leather or the like wrapped around the outside of the rim portion 12 . That is, in the rim portion 12 , the outside of the second conductive portion 18 b is covered with the skin member 19 .
In FIG. 1 , the second conductive portion 18 b extends only in a region of the rim portion 12 that extends radially outward from the spoke portion 13 , but the second conductive portion 18 b It may extend over a wider area on the circumference.

第1導電部18aと第2導電部18bから成る副静電容量感知部18は、運転者がステアリングホイール10を把持したことを検出するための接触センサの一部を構成している。静電容量検出回路17は、操作パネル15の静電容量感知部16の静電容量の変化だけでなく、副静電容量感知部18の静電容量の変化も検出する。具体的には、静電容量検出回路17には、静電容量感知部16と副静電容量感知部18が接続されており、いずれの感知部の静電容量が変化した場合にも、その静電容量の変化を検出することができる。 The sub-capacitance sensing portion 18 consisting of the first conductive portion 18a and the second conductive portion 18b forms part of a contact sensor for detecting that the steering wheel 10 is gripped by the driver. The capacitance detection circuit 17 detects not only changes in capacitance of the capacitance sensing portion 16 of the operation panel 15 but also changes in capacitance of the sub-capacity sensing portion 18 . Specifically, the capacitance detection circuit 17 is connected to the capacitance sensing section 16 and the sub-capacity sensing section 18, and if the capacitance of any sensing section changes, the A change in capacitance can be detected.

図3は、ステアリング装置1における操作パネル15の操作時の静電容量とステアリングホイール10の把持時の静電容量の分布域を示す図である。
図3に示すように、操作パネル15の操作時に静電容量感知部16で感知される静電容量は、副静電容量感知部18の第1導電部18aや第2導電部18bで感知される静電容量に比較して大きく設定されている。第2導電部18bは、外側を非導電性の表皮部材19によって覆われており、運転者の手の接触位置から第2導電部18bまでの距離が長くなっている。このため、第2導電部18bで感知される静電容量は、第1導電部18aで感知される静電容量に比較して小さくなっている。したがって、静電容量検出回路17で検出される静電容量の大きさを調べることにより、操作パネル15の操作による信号であるのか、ステアリングホイール10の把持による信号であるのかを把握することができる。また、ステアリングホイール10の把持による信号である場合には、運転者がいずれの部位(スポーク部13とリム部12のいずれ)を把持したかも把握することができる。
FIG. 3 is a diagram showing the distribution area of the capacitance when the operation panel 15 is operated in the steering device 1 and the capacitance when the steering wheel 10 is held.
As shown in FIG. 3, the capacitance sensed by the capacitance sensing portion 16 when the operation panel 15 is operated is sensed by the first conductive portion 18a and the second conductive portion 18b of the sub-capacitance sensing portion 18. It is set large compared to the capacitance that is used. The outside of the second conductive portion 18b is covered with a non-conductive skin member 19, and the distance from the contact position of the driver's hand to the second conductive portion 18b is long. Therefore, the capacitance sensed by the second conductive portion 18b is smaller than the capacitance sensed by the first conductive portion 18a. Therefore, by checking the magnitude of the capacitance detected by the capacitance detection circuit 17, it is possible to ascertain whether the signal is due to the operation of the operation panel 15 or the signal due to the grip of the steering wheel 10. . Further, when the signal is obtained by gripping the steering wheel 10, it is possible to grasp which portion (spoke portion 13 or rim portion 12) the driver has gripped.

図2に示すように、静電容量検出回路17は、センサ制御ユニットの操作検出部21に接続されている。操作検出部21は、静電容量検出回路17によって検出された静電容量の多寡に応じて、操作パネル15の操作状況と、スポーク部13に対する運転者の接触状態と、リム部12に対する運転者の接触状態とを検出(判別)する。操作パネル15が運転者によって操作された場合には、検出信号は操作検出部21を経て車載装置の制御部に出力される。また、ステアリングホイール10が運転者によって把持された場合には、検出信号はステアリングホイール10の把持判別情報を必要とする制御部に出力される。 As shown in FIG. 2, the capacitance detection circuit 17 is connected to the operation detection section 21 of the sensor control unit. The operation detection unit 21 detects the operation state of the operation panel 15, the contact state of the driver with respect to the spokes 13, and the driver's contact with the rim 12 according to the amount of capacitance detected by the capacitance detection circuit 17. Detects (determines) the contact state of When the operation panel 15 is operated by the driver, the detection signal is output to the control section of the vehicle-mounted device via the operation detection section 21 . Also, when the steering wheel 10 is gripped by the driver, the detection signal is output to a control unit that requires information for determining whether the steering wheel 10 is gripped.

また、図1に示すように、左スポーク部13Lと右スポーク部13Rの各前面(車両の後方側に向く面)には、操作パネル15の周囲を取り囲むパネルカバー22が配置されている。副静電容量感知部18の第1導電部18aの一部は、パネルカバー22の周囲のスポーク部13の本体部との境界部(パネルカバー22と本体部の間)に配置されている。 Further, as shown in FIG. 1, a panel cover 22 surrounding the operation panel 15 is arranged on each front surface (surface facing the rear side of the vehicle) of the left spoke portion 13L and the right spoke portion 13R. A portion of the first conductive portion 18a of the sub-capacitance sensing portion 18 is arranged at the boundary between the body portion and the spoke portion 13 around the panel cover 22 (between the panel cover 22 and the body portion).

また、左スポーク部13Lと右スポーク部13Rのリム部12との接続部の上部領域(スポーク部13のリム部12との接続部のうちの上部領域)には、下方に凹状に窪む窪み部23が形成されている。副静電容量感知部18の第1導電部18aの一部は、窪み部23に近接した状態で当該窪み部23に略沿って配置されている。 In addition, in the upper region of the connecting portion of the left spoke portion 13L and the right spoke portion 13R with the rim portion 12 (the upper region of the connecting portion of the spoke portion 13 with the rim portion 12), there is a depression that is recessed downward. A portion 23 is formed. A portion of the first conductive portion 18 a of the sub-capacitance sensing portion 18 is arranged substantially along the recessed portion 23 while being close to the recessed portion 23 .

以上の構成において、運転者によってスポーク部13上の操作パネル15がタッチ操作されると、静電容量感知部16の静電容量が操作に応じて変化する。この変化は、静電容量検出回路17によって検出され、センサ制御ユニットの操作検出部21を経て検出信号として車載機器の制御部に出力される。 In the above configuration, when the operation panel 15 on the spoke portion 13 is touch-operated by the driver, the capacitance of the capacitance sensing portion 16 changes according to the operation. This change is detected by the capacitance detection circuit 17 and output as a detection signal to the control section of the in-vehicle equipment via the operation detection section 21 of the sensor control unit.

また、運転者によってステアリングホイール10のスポーク部13(操作パネル15以外の部位)やリム部12が把持(接触操作)されると、副静電容量感知部18(第1導電部18a,第2導電部18b)の静電容量が把持位置等に応じて変化する。この変化は、静電容量検出回路17によって検出され、センサ制御ユニットの操作検出部21を経てステアリングホイール10の把持判別情報を必要する制御部に出力される。 Further, when the driver grips (touches) the spoke portion 13 (a portion other than the operation panel 15) or the rim portion 12 of the steering wheel 10, the sub-capacitance sensing portion 18 (the first conductive portion 18a, the second The capacitance of the conductive portion 18b) changes according to the gripping position and the like. This change is detected by the capacitance detection circuit 17, and is output to a control section that requires gripping determination information of the steering wheel 10 via the operation detection section 21 of the sensor control unit.

<第1実施形態の効果>
本実施形態のステアリング装置1は、静電容量式の操作パネル15と共通の静電容量検出回路17を利用してステアリングホイール10に対する運転者の把持状況を検出する。したがって、本実施形態のステアリング装置1を採用した場合には、ステアリングホイール10の把持を検出するための専用の静電容量検出回路の増設を要することなく、運転者によるステアリングホイール10の把持を検出することができる。
<Effects of the first embodiment>
The steering device 1 of the present embodiment detects the driver's grip on the steering wheel 10 by using a capacitance detection circuit 17 shared with the capacitance type operation panel 15 . Therefore, when the steering device 1 of the present embodiment is adopted, it is possible to detect the grip of the steering wheel 10 by the driver without adding a dedicated capacitance detection circuit for detecting the grip of the steering wheel 10. can do.

また、本実施形態のステアリング装置1は、静電容量検出回路17によって検出された静電容量の多寡に応じて、操作パネル15の操作状況と、スポーク部13に対する運転者の接触状態と、リム部12に対する運転者の接触状態とを検出する操作検出部21を備えている。このため、操作パネル15の静電容量感知部16で感知される静電容量を、副静電容量感知部18で感知される静電容量に対して充分に大きく設定しておけば、操作検出部21は、静電容量検出回路17で検出される静電容量に基づいて、操作パネル15の操作状況とステアリングホイール10の把持状態とを検出(判別)することができる。さらに、運転者がリム部12に接触しているときに副静電容量感知部18で感知される静電容量を、運転者がスポーク部13に接触しているときに副静電容量感知部18で感知される静電容量よりも小さく設定しておけば、操作検出部21は、運転者によるリム部12に対する接触とスポーク部13に対する接触を区別して検出することができる。 Further, the steering device 1 of the present embodiment detects the amount of capacitance detected by the capacitance detection circuit 17, the operation state of the operation panel 15, the state of contact of the driver with the spokes 13, and the rim. An operation detection unit 21 is provided to detect the contact state of the driver with respect to the unit 12 . Therefore, if the capacitance sensed by the capacitance sensing portion 16 of the operation panel 15 is set sufficiently larger than the capacitance sensed by the sub-capacity sensing portion 18, the operation can be detected. The unit 21 can detect (determine) the operation state of the operation panel 15 and the holding state of the steering wheel 10 based on the capacitance detected by the capacitance detection circuit 17 . Furthermore, the capacitance sensed by the sub-capacitance sensing unit 18 when the driver is in contact with the rim portion 12 is measured by the sub-capacitance sensing unit 18 when the driver is in contact with the spokes 13 . By setting the capacitance to be smaller than the capacitance sensed by 18 , the operation detection unit 21 can detect the driver's contact with the rim portion 12 and contact with the spoke portion 13 by distinguishing between them.

また、本実施形態のステアリング装置1では、副静電容量感知部18が、スポーク部13の外表に配置される第1導電部18aと、第1導電部18aからリム部12に延びる第2導電部18bと、を有する。そして、第2導電部18bは、リム部12において、非導電性の表皮部材19によって覆われている。このため、運転者がスポーク部13を把持すると、第1導電部18aを通して比較的大きな静電容量の変化が静電容量検出回路17によって検出され、運転者がリム部12を把持すると、第2導電部18bを通して比較的小さな静電容量の変化が静電容量検出回路17によって検出される。したがって、本構成を採用した場合、操作検出部21は、運転者によるリム部12の把持と運転者によるスポーク部13の把持を確実に区別して検出することができる。 Further, in the steering device 1 of the present embodiment, the sub-capacitance sensing portion 18 includes a first conductive portion 18 a arranged on the outer surface of the spoke portion 13 and a second conductive portion extending from the first conductive portion 18 a to the rim portion 12 . and a portion 18b. The second conductive portion 18 b is covered with a non-conductive skin member 19 at the rim portion 12 . Therefore, when the driver grips the spoke portion 13, a relatively large change in capacitance is detected by the capacitance detection circuit 17 through the first conductive portion 18a, and when the driver grips the rim portion 12, the second A relatively small change in capacitance is detected by the capacitance detection circuit 17 through the conductive portion 18b. Therefore, when this configuration is adopted, the operation detection unit 21 can reliably distinguish and detect the grip of the rim portion 12 by the driver and the grip of the spoke portion 13 by the driver.

さらに、本実施形態のステアリング装置1は、左右のスポーク部13のリム部12との接続部の上部領域に、下方に凹状に窪む窪み部23が設けられ、その窪み部23に副静電容量感知部18の第1導電部18aが近接して配置されている。このため、運転者がスポーク部13の上部領域の窪み部23に指(親指)を掛けてステアリングホイール10を把持したときに、運転者の指が第1導電部18aに近接する。このため、運転者によるステアリングホイール10の把持を第1導電部18aを通して確実に検出することができる。
また、本構成を採用した場合、第1導電部18aは、スポーク部13の上部領域の窪み部23に近接して配置されるため、第1導電部18aがスポーク部13の意匠に悪影響を及ぼしにくくなる。
Further, in the steering device 1 of the present embodiment, recesses 23 that are recessed downward are provided in the upper regions of the connection portions of the left and right spokes 13 with the rim portion 12 . The first conductive portion 18a of the capacitive sensing portion 18 is arranged in close proximity. Therefore, when the driver grips the steering wheel 10 with his/her finger (thumb) placed on the recessed portion 23 in the upper region of the spoke portion 13, the driver's finger comes close to the first conductive portion 18a. Therefore, the grip of the steering wheel 10 by the driver can be reliably detected through the first conductive portion 18a.
Further, when this configuration is adopted, the first conductive portion 18a is arranged in the vicinity of the recess portion 23 in the upper region of the spoke portion 13, so the first conductive portion 18a adversely affects the design of the spoke portion 13. become difficult.

また、本実施形態のステアリング装置1は、副静電容量感知部18の第1導電部18aの一部が、スポーク部13の本体部とパネルカバー22の間(境界部)に配置されている。このため、第1導電部18aが外部から目立ちにくくなる。したがって、本構成を採用した場合、スポーク部13の意匠性をより高めることができる。 Further, in the steering device 1 of the present embodiment, a part of the first conductive portion 18a of the sub-capacitance sensing portion 18 is arranged between the body portion of the spoke portion 13 and the panel cover 22 (boundary portion). . Therefore, the first conductive portion 18a is less noticeable from the outside. Therefore, when this configuration is adopted, the design of the spoke portion 13 can be further enhanced.

<第2実施形態>
図4は、本実施形態のステアリング装置101の正面図である。なお、以下の第2実施形態の説明では、第1実施形態と同一部分に共通符号を付し、第1実施形態と重複する説明を省略するものとする。
本実施形態のステアリング装置101は、第1実施形態と同様に、ステアリングホイール10と、静電容量式の操作パネル15と、を備えている。操作パネル15は、ステアリングホイール10の左スポーク部13Lと右スポーク部13Rとに配置されている。各操作パネル15は、図示しない静電容量感知部を有し、その静電容量感知部には図示しない静電容量検出回路が接続されている。また、静電容量感知部には、副静電容量感知部118が接続されている。
<Second embodiment>
FIG. 4 is a front view of the steering device 101 of this embodiment. In addition, in the following description of the second embodiment, the same reference numerals are given to the same parts as in the first embodiment, and the description overlapping with the first embodiment will be omitted.
A steering device 101 of the present embodiment includes a steering wheel 10 and a capacitive operation panel 15, as in the first embodiment. The operation panel 15 is arranged on the left spoke portion 13L and the right spoke portion 13R of the steering wheel 10 . Each operation panel 15 has a capacitance sensing portion (not shown), and a capacitance detection circuit (not shown) is connected to the capacitance sensing portion. Also, the sub-capacitance sensing section 118 is connected to the capacitance sensing section.

副静電容量感知部118は、導電部材から成り、操作パネル15の静電容量感知部からスポーク部13に沿って径方向外側に延び、リム部12の円周方向に沿ってリム部12のほぼ半周の長さ範囲に亘って延びている。左スポーク部13Lから引き出された副静電容量感知部118は、リム部12に沿って反時計回りに右スポーク部13Rの近傍まで延び、右スポーク部13Rから引き出された副静電容量感知部118は、リム部12に沿って反時計回りに左スポーク部13Lの近傍まで延びている。リム部12に配置される各副静電容量感知部118は、リム部12の外側を覆う表皮部材19の内側に配置されている。つまり、各副静電容量感知部118は、リム部12では表皮部材19によって外側を覆われている。 The sub-capacitance sensing portion 118 is made of a conductive member, extends radially outward along the spoke portion 13 from the capacitance sensing portion of the operation panel 15 , and extends along the circumferential direction of the rim portion 12 . It extends over a length range of approximately half the circumference. The secondary capacitance sensing portion 118 led out from the left spoke portion 13L extends counterclockwise along the rim portion 12 to the vicinity of the right spoke portion 13R, and the secondary capacitance sensing portion led out from the right spoke portion 13R. 118 extends counterclockwise along the rim portion 12 to the vicinity of the left spoke portion 13L. Each sub-capacitance sensing portion 118 arranged on the rim portion 12 is arranged inside the skin member 19 covering the outside of the rim portion 12 . That is, each sub-capacitance sensing portion 118 is covered with the skin member 19 at the rim portion 12 .

本実施形態のステアリング装置101では、中立操舵位置にあるステアリングホイール10の上半部に対する把持は、右スポーク部13Rに配置された操作パネル15の静電容量検出回路によって検出される。また、中立操舵位置にあるステアリングホイール10の下半部に対する把持は、左スポーク部13Lに配置された操作パネル15の静電容量検出回路によって検出される。 In the steering device 101 of this embodiment, gripping of the upper half of the steering wheel 10 in the neutral steering position is detected by the capacitance detection circuit of the operation panel 15 arranged on the right spoke portion 13R. Gripping of the lower half of the steering wheel 10 at the neutral steering position is detected by a capacitance detection circuit of the operation panel 15 arranged on the left spoke portion 13L.

<第2実施形態の効果>
本実施形態のステアリング装置101は、基本構成は第1実施形態のものと同様であるため、前述した第1実施形態とほぼ同様の基本的な効果を得ることができる。
ただし、本実施形態のステアリング装置101は、左右の各操作パネル15の静電容量感知部に導通する副静電容量感知部118が、リム部12の円周上の異なる領域に約半周分の長さ範囲に亘って配置されている。このため、運転者がリム部12の円周上のいずれの部位を把持した場合にも、その把持を左右のいずれかの操作パネル15の静電容量検出回路によって確実に検出することができる。
<Effects of Second Embodiment>
Since the basic configuration of the steering device 101 of this embodiment is the same as that of the first embodiment, substantially the same basic effects as those of the first embodiment can be obtained.
However, in the steering device 101 of the present embodiment, the sub-capacitance sensing portions 118 that conduct to the capacitance sensing portions of the left and right operation panels 15 are arranged in different regions on the circumference of the rim portion 12 for about half the circumference. Disposed over a length range. Therefore, even if the driver grips any portion on the circumference of the rim portion 12 , the grip can be reliably detected by the capacitance detection circuit of either the left or right operation panel 15 .

また、本実施形態のステアリング装置101は、二つの副静電容量感知部118がリム部12の円周上の異なる領域に夫々延びている。このため、運転者によるリム部12の円周上のいずれの部位の把持も検出可能な構造でありながら、一つの副静電容量感知部118のリム部12上における延出長さを短くすることができる。したがって、本構成を採用した場合には、リム部12における静電容量の感知感度を高めることができる。 Also, in the steering device 101 of this embodiment, the two sub-capacitance sensing portions 118 extend to different areas on the circumference of the rim portion 12 . For this reason, the extension length of one sub-capacitance sensing part 118 on the rim part 12 is shortened while the structure is such that it is possible to detect the gripping of any portion on the circumference of the rim part 12 by the driver. be able to. Therefore, when this configuration is adopted, the capacitance sensing sensitivity in the rim portion 12 can be enhanced.

<第3実施形態>
上記の第2実施形態のステアリング装置101では、右側の操作パネル15の静電容量感知部と導通する一方の副静電容量感知部118がリム部12の上半部領域に延在し、左側の操作パネル15の静電容量感知部と導通する他方の副静電容量感知部118がリム部12の下半部領域に延在している。これに対し、一方の副静電容量感知部118を、リム部12の右半部領域に約180°の範囲に亘って延在させ、他方の副静電容量感知部118を、リム部12の残余の左半部領域に約180°の範囲に亘って延在させるようにしても良い。
<Third Embodiment>
In the steering device 101 of the second embodiment described above, one of the sub-capacitance sensing portions 118 electrically connected to the capacitance sensing portion of the operation panel 15 on the right side extends to the upper half region of the rim portion 12 and extends to the left side. The other sub-capacitance sensing portion 118 that conducts with the capacitance sensing portion of the operation panel 15 extends in the lower half region of the rim portion 12 . On the other hand, one sub-capacitance sensing part 118 is extended over a range of about 180° in the right half region of the rim part 12, and the other sub-capacitance sensing part 118 is extended to the rim part 12 may extend over a range of approximately 180° over the remaining left half region of the .

この場合、一方の副静電容量感知部118と他方の副静電容量感知部118がいずれも運転者によるステアリングホイール10の把持を感知したときに、ステアリングホイール10が運転者によって確実に把持されているものと判定し、一方の副静電容量感知部118と他方の副静電容量感知部118のいずれか一方だけがステアリングホイール10の把持を感知したときには、運転者に警告を発するようにしても良い。このようにした場合には、正規姿勢での(両手での)ステアリンングホール10の把持を運転者に促すことができる。 In this case, when both the one sub-capacitance sensing unit 118 and the other sub-capacitance sensing unit 118 sense that the driver is gripping the steering wheel 10, the steering wheel 10 is securely gripped by the driver. If either one of the sub-capacitance sensing unit 118 and the other sub-capacitance sensing unit 118 senses that the steering wheel 10 is gripped, a warning is issued to the driver. can be In this case, the driver can be urged to hold the steering wheel 10 (with both hands) in a normal posture.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes are possible without departing from the gist of the present invention.

1,101…ステアリング装置
10…ステアリングホイール
11…ハブ部
12…リム部
13…スポーク部
14…ホーン操作部
15…操作パネル
16…静電容量感知部
17…静電容量検出回路
18,118…副静電容量感知部
18a…第1導電部
18b…第2導電部
21…操作検出部
22…パネルカバー
23…窪み部
REFERENCE SIGNS LIST 1, 101 Steering device 10 Steering wheel 11 Hub part 12 Rim part 13 Spoke part 14 Horn operation part 15 Operation panel 16 Capacitance sensing part 17 Capacitance detection circuit 18, 118 Sub Capacitance sensing part 18a... First conductive part 18b... Second conductive part 21... Operation detection part 22... Panel cover 23... Hollow part

Claims (6)

ハブ部から延びるスポーク部にリム部が連結されたステアリングホイールと、
前記スポーク部に配置され、タッチ操作による静電容量の変化を検出して車載機器の制御部に信号を出力する静電容量式の操作パネルと、
前記操作パネルの静電容量感知部と導通する副静電容量感知部と、
前記静電容量感知部と前記副静電容量感知部の静電容量の変化を検出する静電容量検出回路と、を備え、
前記副静電容量感知部は、前記スポーク部から前記リム部に延びていることを特徴とする車両のステアリング装置。
a steering wheel in which a rim portion is connected to spoke portions extending from a hub portion;
a capacitive operation panel that is arranged on the spoke portion and that detects a change in capacitance due to a touch operation and outputs a signal to a control unit of an in-vehicle device;
a sub-capacitance sensing part electrically connected to the capacitance sensing part of the operation panel;
a capacitance detection circuit for detecting changes in capacitance of the capacitance sensing unit and the sub-capacitance sensing unit;
A steering apparatus for a vehicle, wherein the secondary capacitance sensing portion extends from the spoke portion to the rim portion.
静電容量検出回路によって検出された静電容量の多寡に応じて、前記操作パネルの操作状況と、前記スポーク部に対する運転者の接触状態、若しくは、前記リム部に対する運転者の接触状態を検出する操作検出部を備えていることを特徴とする請求項1に記載の車両のステアリング装置。 The operating state of the operation panel and the state of contact of the driver with the spoke portion or the contact state of the driver with the rim portion are detected according to the amount of capacitance detected by the capacitance detection circuit. 2. The vehicle steering apparatus according to claim 1, further comprising an operation detection section. 前記副静電容量感知部は、
前記スポーク部の外表に配置される第1導電部と、
前記第1導電部に接続され当該第1導電部から前記リム部に延びる第2導電部と、を備え、
前記第2導電部は、前記リム部において、非導電性の表皮部材によって覆われていることを特徴とする請求項2に記載の車両のステアリング装置。
The sub-capacitance sensing unit includes:
a first conductive portion disposed on the outer surface of the spoke portion;
a second conductive portion connected to the first conductive portion and extending from the first conductive portion to the rim portion;
3. The vehicle steering apparatus according to claim 2, wherein the second conductive portion is covered with a non-conductive skin member in the rim portion.
前記ステアリングホイールは、前記スポーク部を一対備え、
一対の前記スポーク部は、前記ステアリングホイールが中立操舵位置にある状態において、前記ハブ部から左右方向に延び、
各前記スポーク部の前記リム部との接続部のうちの上部領域には、前記ステアリングホイールが中立操舵位置にある状態において、下方に凹状に窪む窪み部が設けられ、
前記第1導電部の少なくとも一部は、前記窪み部に近接して配置されていることを特徴とする請求項3に記載の車両のステアリング装置。
The steering wheel includes a pair of spokes,
The pair of spoke portions extends in the left-right direction from the hub portion when the steering wheel is in a neutral steering position,
An upper region of a connection portion between each spoke portion and the rim portion is provided with a recess portion that is recessed downward when the steering wheel is in a neutral steering position,
4. The steering device for a vehicle according to claim 3, wherein at least a part of said first conductive portion is arranged close to said recessed portion.
前記スポーク部には、前記操作パネルの周囲を取り囲むパネルカバーが配置され、
前記第1導電部の一部は、前記スポーク部の本体部と前記パネルカバーの間に配置されていることを特徴とする請求項3または4に記載の車両のステアリング装置。
A panel cover surrounding the operation panel is arranged on the spoke portion,
5. The vehicle steering apparatus according to claim 3, wherein a portion of the first conductive portion is arranged between the body portion of the spoke portion and the panel cover.
前記ステアリングホイールは、前記スポーク部を一対備え、
一対の前記スポーク部は、前記ステアリングホイールが中立操舵位置にある状態において、前記ハブ部から左右方向に延び、
各前記スポーク部には、前記静電容量感知部を含む前記操作パネルが夫々配置され、
各前記スポーク部の前記静電容量感知部と導通する前記副静電容量感知部は、前記リム部の円周上の異なる領域に夫々延びていることを特徴とする請求項2~5のいずれか1項に記載の車両のステアリング装置。
The steering wheel includes a pair of spokes,
The pair of spoke portions extends in the left-right direction from the hub portion when the steering wheel is in a neutral steering position,
The operation panel including the capacitance sensing unit is arranged on each of the spokes,
6. The secondary capacitive sensing portion electrically connected to the capacitive sensing portion of each of the spokes extends to different regions on the circumference of the rim. 1. A steering device for a vehicle according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023032579A1 (en) * 2021-09-03 2023-03-09 株式会社東海理化電機製作所 Steering wheel
WO2023127415A1 (en) * 2021-12-27 2023-07-06 アルプスアルパイン株式会社 Gripping detection device and steering device

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