JP6406761B2 - Holding state detection device - Google Patents
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Description
この発明は、車両の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知する把持状態検知装置に関する。 The present invention relates to a gripping state detection device that detects whether or not a driver of a vehicle is gripping a steering wheel.
車両にはトルクセンサやタッチセンサが搭載される。例えば、特許文献1には、車両で自動操舵が行われている最中に、トルクセンサにより検知される操舵トルクが閾値以上である場合に自動操舵をキャンセルする装置が示されている。特許文献2には、運転者がステアリングホイールに接触している位置を検知する装置が示されている。特許文献2に記載される装置は、リム部に沿って複数のタッチセンサ(圧力センサ、容量センサ、電極対等)が設けられる。
A torque sensor and a touch sensor are mounted on the vehicle. For example,
特許文献2に記載される装置は、運転者がリム部を把持した場合に、ステアリングホイールの把持状態(把持又は非把持)を検知することができる。しかし、この装置では、運転者がスポーク部を把持した場合に、ステアリングホイールの把持状態を検知できない。 The device described in Patent Document 2 can detect the gripping state (gripping or non-gripping) of the steering wheel when the driver grips the rim portion. However, with this device, when the driver grips the spoke portion, the gripping state of the steering wheel cannot be detected.
タッチセンサの代わりにトルクセンサを使用し、例えば、所定以上の操舵トルクの有無に応じてステアリングホイールの把持状態を検知することも可能である。しかし、トルクセンサは、ステアリングホイール側から入力される操舵トルクだけでなく、路面側から入力される操舵トルクも検知する。このため、トルクセンサのみを用いてステアリングホイールの把持状態を検知すると、誤判定が増える。 It is also possible to use a torque sensor instead of the touch sensor and detect the gripping state of the steering wheel depending on, for example, the presence or absence of a predetermined or higher steering torque. However, the torque sensor detects not only the steering torque input from the steering wheel side but also the steering torque input from the road surface side. For this reason, if the gripping state of the steering wheel is detected using only the torque sensor, erroneous determination increases.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、運転者の把持位置に関係なく、高精度にステアリングホイールの把持状態を検知できる把持状態検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and an object of the present invention is to provide a gripping state detection device capable of detecting the gripping state of the steering wheel with high accuracy regardless of the gripping position of the driver.
本発明に係る把持状態検知装置は、ステアリングホイールに対する運転者の接触状態を検知するタッチセンサと、操舵トルクを検知するトルクセンサと、前記タッチセンサ及び前記トルクセンサの検知結果に基づいて前記運転者による前記ステアリングホイールの把持状態を検知する把持状態検知部とを備えることを特徴とする。 The grip state detection device according to the present invention includes a touch sensor that detects a contact state of a driver with respect to a steering wheel, a torque sensor that detects steering torque, and the driver based on detection results of the touch sensor and the torque sensor. And a gripping state detector for detecting the gripping state of the steering wheel.
上記構成によれば、運転者がタッチセンサ形成部位を把持する場合に、少なくともタッチセンサでステアリングホイールに対する運転者の接触を検知することができる。また、運転者がタッチセンサ形成部位以外を把持する場合には、トルクセンサで運転者の操舵入力を検知することができる。したがって、運転者の把持位置に関係なく、高精度にステアリングホイールの把持状態を検知できる。 According to the above configuration, when the driver grips the touch sensor formation site, at least the touch sensor can detect the driver's contact with the steering wheel. In addition, when the driver grips a part other than the touch sensor formation portion, the driver's steering input can be detected by the torque sensor. Therefore, it is possible to detect the gripping state of the steering wheel with high accuracy regardless of the gripping position of the driver.
本発明において、前記把持状態検知部は、前記運転者による前記ステアリングホイールの把持状態に基づいて前記運転者の運転意思を検知し、更に、前記把持状態検知部により前記運転者が運転意思を有さないことが検知された場合に警報信号を出力する警報制御部と、前記警報信号を受信した場合に警報を発する警報機とを備えてもよい。 In the present invention, the gripping state detection unit detects the driver's intention to drive based on the gripping state of the steering wheel by the driver, and further, the gripping state detection unit causes the driver to have a driving intention. You may provide the alarm control part which outputs an alarm signal when it detects that it does not, and the alarm machine which issues an alarm when the said alarm signal is received.
上記構成によれば、運転者の運転意思をステアリングホイールの把持状態により判定でき、運転者が運転意思を有さないときに警報を発して運転、ここではステアリングホイールの把持を促すことができる。 According to the above configuration, the driver's intention to drive can be determined from the gripping state of the steering wheel, and when the driver does not have the driving intention, the driver can be alerted to drive, in this case, the steering wheel can be gripped.
本発明において、前記把持状態検知部は、前記トルクセンサで検知される前記操舵トルクと所定の基準トルクとのトルク差を求め、前記トルク差が所定トルク差以上である場合に前記ステアリングホイールが把持されていることを検知してもよい。 In the present invention, the gripping state detection unit obtains a torque difference between the steering torque detected by the torque sensor and a predetermined reference torque, and the steering wheel grips when the torque difference is equal to or larger than the predetermined torque difference. May be detected.
上記構成によれば、操舵トルクと基準トルクとのトルク差と所定トルク差とを比較することにより、適切に把持の有無を判定することができる。 According to the above configuration, the presence or absence of gripping can be appropriately determined by comparing the torque difference between the steering torque and the reference torque with the predetermined torque difference.
本発明において、車速を検知する車速センサを備え、前記把持状態検知部は、前記車速センサで検知される前記車速が所定車速未満である場合に、前記トルクセンサで検知される前記操舵トルクと所定の基準トルクとのトルク差を求め、前記トルク差が第1トルク差以上である場合に前記ステアリングホイールが把持されていることを検知し、前記車速センサで検知される前記車速が所定車速以上である場合に、前記トルクセンサで検知される前記操舵トルクと前記基準トルクとの前記トルク差を求め、前記トルク差が前記第1トルク差よりも大きい第2トルク差以上である場合に前記ステアリングホイールが把持されていることを検知してもよい。 In the present invention, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed is provided, and the gripping state detection unit detects the steering torque detected by the torque sensor and a predetermined value when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is less than a predetermined vehicle speed. A difference in torque from the reference torque is obtained, and when the torque difference is greater than or equal to a first torque difference, it is detected that the steering wheel is gripped, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is greater than or equal to a predetermined vehicle speed. In some cases, the torque difference between the steering torque detected by the torque sensor and the reference torque is obtained, and when the torque difference is greater than or equal to a second torque difference greater than the first torque difference, the steering wheel It may be detected that is gripped.
上記構成によれば、操舵トルクと基準トルクとのトルク差と比較する値を車速に応じて変更するため、操舵トルクと基準トルクとのトルク差が小さくなる低速で車両が走行していても、適切に把持の有無を判定することができる。 According to the above configuration, since the value to be compared with the torque difference between the steering torque and the reference torque is changed according to the vehicle speed, even when the vehicle is traveling at a low speed where the torque difference between the steering torque and the reference torque is small, Appropriate presence or absence of gripping can be determined.
本発明において、車速を検知する車速センサを備え、前記把持状態検知部は、前記車速センサで検知される前記車速が所定車速未満である場合に、前記タッチセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を行う一方で前記トルクセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を停止し、前記車速センサで検知される前記車速が所定車速以上である場合に、前記タッチセンサ及び前記トルクセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を行うようにしてもよい。 In the present invention, a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed is provided, and the grip state detection unit detects a grip state based on a detection result of the touch sensor when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is less than a predetermined vehicle speed. While detecting the gripping state based on the detection result of the torque sensor, and when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or higher than a predetermined vehicle speed, based on the detection result of the touch sensor and the torque sensor The gripping state may be detected.
自動運転等による操舵介入がある場合、車速が低速のときには運転者による操作がほとんど不要となる。すると、車両が発生させる操舵トルクと運転者がステアリングホイールを操作して発生させる操舵トルクとの間にトルク差がでにくくなるため、トルクセンサ等のトルク検知機器による把持検知の信頼性が低下する。上記構成によれば、トルクセンサ等のトルク検知機器による把持検知の信頼性が低下する低速時にトルク検知機器による把持検知を停止するため、適切に把持の有無を判定することができる。 When there is steering intervention due to automatic driving or the like, almost no operation by the driver is required when the vehicle speed is low. As a result, a difference in torque between the steering torque generated by the vehicle and the steering torque generated by the driver operating the steering wheel becomes difficult, so the reliability of grip detection by a torque detection device such as a torque sensor decreases. . According to the above configuration, since the grip detection by the torque detection device is stopped at a low speed when the reliability of the grip detection by the torque detection device such as the torque sensor is low, it is possible to appropriately determine whether or not the grip is held.
本発明において、前記タッチセンサは、前記ステアリングホイールのリム部に設けられてもよい。 In the present invention, the touch sensor may be provided on a rim portion of the steering wheel.
上記構成によれば、運転者により把持される可能性が高いリム部に対する把持状態をタッチセンサで検知することができる。 According to the said structure, the holding state with respect to the rim | limb part with high possibility of being hold | gripped by a driver | operator can be detected with a touch sensor.
本発明において、前記タッチセンサは、前記ステアリングホイールに塗布される導電性の塗料により形成されてもよい。 In the present invention, the touch sensor may be formed of a conductive paint applied to the steering wheel.
上記構成によれば、タッチセンサを簡易に形成することができる。 According to the above configuration, the touch sensor can be easily formed.
本発明によれば、運転者がタッチセンサ形成部位を把持する場合に、少なくともタッチセンサでステアリングホイールに対する運転者の接触を検知することができる。また、運転者がタッチセンサ形成部位以外を把持する場合には、トルクセンサで運転者の操舵入力を検知することができる。したがって、運転者の把持位置に関係なく、高精度にステアリングホイールの把持状態を検知できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a driver | operator grips a touch sensor formation site | part, a driver | operator's contact with respect to a steering wheel can be detected with a touch sensor at least. In addition, when the driver grips a part other than the touch sensor formation portion, the driver's steering input can be detected by the torque sensor. Therefore, it is possible to detect the gripping state of the steering wheel with high accuracy regardless of the gripping position of the driver.
以下、本発明に係る把持状態検知装置について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a gripping state detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments.
[1 第1実施形態]
[1.1 車両10]
図1を用いて車両10の説明をする。車両10は、走行用の駆動源として内燃機関を搭載する内燃機関自動車、又は、電動モータを搭載する電気自動車、又は、内燃機関及び電動モータを搭載するハイブリッド自動車等である。更に電気自動車は、燃料電池を搭載する燃料電池自動車を含む。
[1 First Embodiment]
[1.1 Vehicle 10]
The
車両10は、加減速、制動、操舵の操作支援を行う運転支援装置12と、ステアリングホイール28に対する運転者の把持状態(把持又は非把持)を検知し、非把持が検知された場合に警報を発する把持状態検知装置40を有する。
The
[1.2 運転支援装置12]
図1に示すように運転支援装置12は、支援情報取得部14と運転支援ECU16と加減速装置18と制動装置20と操舵装置22を有する。
[1.2 Driving support device 12]
As shown in FIG. 1, the
支援情報取得部14は、運転支援に必要な各種情報を検知する複数の装置を有する。ここには、例えば、各種車両状態を検知する複数のセンサ(後述するタッチセンサ42、トルクセンサ46、車速センサ50等)や、車内外の情報を取得するカメラ及びレーダ(図示せず)や、GPSのような衛星航法装置(図示せず)等が含まれる。また、ここには、センサ等から入力した信号に基づいてセンサの計測結果を演算する各種ECU(後述するタッチセンサECU44、トルクセンサECU48、車速センサECU52等)等も含まれる。
The support
運転支援ECU16は、マイクロコンピュータ(図示せず)を含む計算機である。マイクロコンピュータは、A/D変換器やD/A変換器等を備える入出力部と、CPUを備える演算部と、ROMやRAM等を備える記憶部(いずれも図示せず)を有する。演算部は、CPUが記憶部に記憶される各種プログラムを実行することにより、各種機能実現部として機能する。運転支援ECU16は1つのECUで構成されてもよいし、複数のECUで構成されてもよい。運転支援ECU16は、支援情報取得部14から各種情報を取得し、実行中の運転支援機能にしたがって運転支援量を演算する。そして、加減速装置18の駆動ECU、制動装置20の制動ECU、操舵装置22の操舵ECU24に対して演算結果に応じた制御信号を出力する。
The driving support ECU 16 is a computer including a microcomputer (not shown). The microcomputer includes an input / output unit including an A / D converter, a D / A converter, and the like, an arithmetic unit including a CPU, and a storage unit (all not shown) including a ROM, a RAM, and the like. The calculation unit functions as various function realizing units when the CPU executes various programs stored in the storage unit. The driving assistance ECU 16 may be composed of one ECU or a plurality of ECUs. The driving support ECU 16 acquires various types of information from the support
加減速装置18は、駆動ECU等を含む駆動制御機器と走行用の駆動源(いずれも図示せず)を有する。駆動制御機器は、アクセルペダル(図示せず)の操作量又は運転支援ECU16で演算される運転支援量に応じて駆動源の動作量を増加又は減少させる。
The acceleration /
制動装置20は、制動ECUを含むブレーキ制御機器とブレーキ(いずれも図示せず)を有する。ブレーキ制御機器は、ブレーキペダル(図示せず)の操作量又は運転支援ECU16で演算される運転支援量に応じてブレーキの動作量を制御する。
The
操舵装置22は、操舵ECU24を含む電動パワーステアリング機器(電動モータ26、ステアリングホイール28、ステアリングシャフト30等)と操舵輪32を有する。電動パワーステアリング機器は、ステアリングホイール28の操作量又は運転支援ECU16で演算される運転支援量に応じて操舵輪32の操舵角を制御する。
The
[1.3 把持状態検知装置40]
図1に示すように把持状態検知装置40は、タッチセンサ42とタッチセンサECU44とトルクセンサ46とトルクセンサECU48と車速センサ50と車速センサECU52と警報ECU54と警報機56を有する。このうち、タッチセンサ42とタッチセンサECU44とトルクセンサ46とトルクセンサECU48と車速センサ50と車速センサECU52は、上述した支援情報取得部14に含まれる。
[1.3 Grasping state detection device 40]
As shown in FIG. 1, the gripping
タッチセンサ42は、ステアリングホイール28のリム部28aに対する運転者の接触状態を検知し、接触状態に応じた接触信号を出力する。タッチセンサ42は、例えば、リム部28aの表層に導電性の塗料が塗布されることにより形成される。導電性の塗料の他に、リム部28aの表層に圧力センサが設けられてもよい。なお、本明細書では、運転者がステアリングホイール28(タッチセンサ42)に触れている状態を「ハンズオン」といい、触れていない状態を「ハンズオフ」という。タッチセンサECU44は、運転支援ECU16と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。タッチセンサECU44は、タッチセンサ42から出力される接触信号に基づいて、タッチセンサ42に対する運転者の接触の有無を検知し、検知情報を出力する。本明細書では、タッチセンサ42及びタッチセンサECU44を「ハンズオン検知機器」という。
The
トルクセンサ46は、ステアリングシャフト30に働く操舵トルクTrを検知し、操舵トルクTrに応じたトルク信号を出力する。トルクセンサECU48は、運転支援ECU16と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。トルクセンサECU48は、トルクセンサ46から出力されるトルク信号に基づいて、ステアリングシャフト30に働く操舵トルクTrを検知し、検知情報を出力する。本明細書では、トルクセンサ46及びトルクセンサECU48を「トルク検知機器」という。
The
車速センサ50は、車両10の車速Vを検知し、車速Vに応じた車速信号を出力する。車速センサECU52は、運転支援ECU16と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。車速センサECU52は、車速センサ50から出力される車速信号に基づいて、車両10の走行速度を検知し、検知情報を出力する。
The
警報ECU54は、運転支援ECU16と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。マイクロコンピュータは、A/D変換器やD/A変換器等を備える入出力部62と、CPUを備える演算部64と、ROMやRAM等を備える記憶部66を有する。演算部64は、CPUが記憶部66に記憶される各種プログラムを実行することにより、把持状態検知部68及び警報制御部70として機能する。警報ECU54は1つのECUで構成されてもよいし、複数のECUで構成されてもよい。
The
把持状態検知部68は、タッチセンサECU44及びトルクセンサECU48から出力される各検知情報に基づいて、ステアリングホイール28に対する運転者の把持状態(把持又は非把持)を検知する。また、把持状態に基づいて運転者の運転意思(運転意思あり又はなし)を判定する。警報制御部70は、把持状態検知部68の検知結果に基づいて、警報信号又は警報停止信号を出力する。
The gripping
警報機56は、運転者に対して手放し警報を発する報知機器である。本実施形態では、警報機56として、メータに設けられるマルチインフォメーションディスプレイを使用する。警報機56は、警報ECU54から出力される警報信号を受信した場合に警報マーク72を表示し、警報ECU54から出力される警報停止信号を受信した場合に警報マーク72を非表示する。
The
なお、警報機56としては、警報音を発する音響機器を用いることも可能である。また、操舵装置22の電動モータ26を作動させてステアリングホイール28を振動させてもよい。同様にシートベルトやアクセルペダル等を振動させてもよい。
As the
[1.4 警報処理]
図2を用いて車両10(運転支援装置12及び把持状態検知装置40)で行われる警報処理について説明する。以下で説明する一連の処理は定期的に行われる。また、タッチセンサ42は定期的に接触信号を出力し、トルクセンサ46は定期的にトルク信号を出力し、車速センサ50は定期的に車速信号を出力する。
[1.4 Alarm processing]
Alarm processing performed in the vehicle 10 (the driving
ステップS1において、把持状態検知部68は、運転支援ECU16が操舵に関わる運転支援を行っているか否かを判定する。操舵に関わる運転支援としては、例えば、車両10が走行車線の略中央を走行するようにステアリング操作を支援する車線維持支援がある。また、車両10が走行車線を逸脱しそうな場合にステアリング振動で注意を促し、逸脱回避操作がない場合にはステアリング操作に介入して走行車線内への復帰を支援する路外逸脱抑制支援がある。また、渋滞時(低速走行時)に、設定車速又は前方車両との適正な車間距離を維持しつつ、車線維持支援を行う渋滞運転支援等がある。運転支援ECU16が運転支援を行っている場合(ステップS1:YES)、処理はステップS2に移行する。一方、運転支援ECU16が運転支援を行っていない場合(ステップS1:NO)、以降の処理は行われない。
In step S <b> 1, the gripping
ステップS1からステップS2に移行した場合、運転支援ECU16は、警報ECU54が正常に動作しているか否かを判定する。正常動作の判定に関しては後述する([1.7]参照)。警報ECU54が正常に動作している場合(ステップS2:YES)、処理はステップS3に移行する。一方、警報ECU54が正常に動作していない場合(ステップS2:NO)、処理はステップS12に移行する。
When the process proceeds from step S1 to step S2, the driving
ステップS2からステップS3に移行した場合、把持状態検知部68は、ハンズオン検知機器及びトルク検知機器が正常に動作しているか否かを判定する。正常動作の判定に関しては後述する(下記[1.7]参照)。ハンズオン検知機器及びトルク検知機器が正常に動作している場合(ステップS3:YES)、処理はステップS4に移行する。一方、ハンズオン検知機器及びトルク検知機器の少なくとも一方が正常に動作していない場合(ステップS3:NO)、処理はステップS9に移行する。
When the process proceeds from step S2 to step S3, the gripping
ステップS3からステップS4に移行した場合、ハンズオン判定処理が行われる。ハンズオン判定処理の詳細は後述する(下記[1.5]参照)。ハンズオン判定処理において、ハンズオンが検知された場合には第1フラグFLG1は1(把持)にされ、ハンズオフが検知された場合には第1フラグFLG1は0(非把持)にされる。 When the process proceeds from step S3 to step S4, a hands-on determination process is performed. Details of the hands-on determination process will be described later (see [1.5] below). In the hands-on determination process, the first flag FLG1 is set to 1 (gripping) when a hands-on is detected, and the first flag FLG1 is set to 0 (non-gripping) when a hands-off is detected.
ステップS5において、トルク判定第1処理が行われる。トルク判定第1処理の詳細は後述する(下記[1.6]参照)。トルク判定第1処理において、操舵入力が検知された場合には第2フラグFLG2は1(把持)にされ、操舵入力が検知されない場合には第2フラグFLG2は0(非把持)にされる。 In step S5, a first torque determination process is performed. Details of the first torque determination process will be described later (see [1.6] below). In the first torque determination process, when the steering input is detected, the second flag FLG2 is set to 1 (gripping), and when the steering input is not detected, the second flag FLG2 is set to 0 (non-gripping).
ステップS6において、把持状態検知部68は、把持状態の検知結果、すなわちハンズオン判定処理の結果とトルク判定第1処理の結果に基づいて、ステアリングホイール28に対する運転者の把持状態を判定する。例えば、次のような処理を行う。
In step S6, the gripping
記憶部66には、図3Aに示すような把持・運転意思判定情報80が予め記憶されている。把持・運転意思判定情報80は、ハンズオン判定処理の結果(第1フラグFLG1)及びトルク判定第1処理の結果(第2フラグFLG2)と、各結果から判定される把持状態と運転意思とを対応付けた情報である。把持状態検知部68は、把持・運転意思判定情報80に基づいて、ステアリングホイール28に対する運転者の把持状態と運転意思を検知する。具体的には、第1フラグFLG1と第2フラグFLG2が共に0(非把持)である場合に、非把持で運転意思がないことを検知する(ステップS6:非把持)。この場合、処理はステップS7に移行する。一方、第1フラグFLG1と第2フラグFLG2の少なくとも1つが1(把持)である場合に、把持で運転意思があることを検知する(ステップS6:把持)。この場合、処理はステップS8に移行する。
The
ステップS6からステップS7に移行した場合、警報制御部70は、運転者にステアリングホイール28の把持を促すために、警報信号を出力する。警報機56は、警報信号を受信した場合に警報マーク72を表示する。
When the process proceeds from step S6 to step S7, the
ステップS6からステップS8に移行した場合、警報制御部70は、警報停止信号を出力する。警報機56は、警報停止信号を受信した場合に警報マーク72を非表示する。
When the process proceeds from step S6 to step S8, the
ステップS3からステップS9に移行した場合、把持状態検知部68は、トルク検知機器が正常に動作しているか否かを判定する。正常動作の判定に関しては後述する(下記[1.7]参照)。トルク検知機器が正常に動作している場合(ステップS9:YES)、処理はステップS10に移行する。一方、トルク検知機器が正常に動作していない場合(ステップS9:NO)、処理はステップS12に移行する。
When the process proceeds from step S3 to step S9, the gripping
ステップS9からステップS10に移行した場合、ステップS5と同様にトルク判定第1処理が行われる。ステップS11において、把持状態検知部68は、車速Vと車速閾値V_thとを比較する。ステップS11に関して図4を用いて説明する。
When the process proceeds from step S9 to step S10, the first torque determination process is performed as in step S5. In step S11, the gripping
操舵装置22には、運転者の操舵操作の他に、様々な振動要因(駆動源や路面の凹凸等)による振動成分が入力される。振動成分を周波数fとし、その周波数fと操舵トルクTrとの関係を示すと図4A、図4Bのようになる。振動成分のうち、運転者の操舵操作に起因する周波数fは数[Hz]程度であり、駆動源の振動や路面の凹凸等に起因する周波数fは数十[Hz]である。図4Aに示す周波数f1〜f2は、運転者の操舵操作の周波数帯であり、概ね0.3〜2[Hz]程度である。
In addition to the driver's steering operation, vibration components due to various vibration factors (such as drive sources and road surface irregularities) are input to the
車両10が中速以上で走行するときには、図4Aに示すように、運転者が手放しをしていない場合の周波数特性Aと手放しをしている場合の周波数特性Bとの間には、ある程度のトルク差Trdが生じる。このため、下記[1.6]で説明するように、このトルク差Trdと所定のトルク差閾値Trd_thとを比較することにより、運転者が操舵入力しているか否か、すなわちステアリングホイール28を把持しているか否かを判別できる。一方、車両10が低速で走行するときには、図4Bに示すように、周波数特性A´と周波数特性Bとの間のトルク差Trdは小さくなる傾向にある。このため、トルク差Trdと所定のトルク差閾値Trd_thとの大小関係を比較して把持検知する方法の信頼性が低くなる。
When the
このような理由により、ステップS11では、車速Vに応じて以降に実施する処理を変えている。車速Vが低速である場合、すなわち記憶部66に記憶される車速閾値V_th未満である場合(ステップS11:YES)、処理はステップS12に移行する。車速Vが中速以上である場合、すなわち記憶部66に記憶される車速閾値V_th以上である場合(ステップS11:NO)、処理はステップS6に移行する。 For this reason, in step S11, the processing to be performed later is changed according to the vehicle speed V. When the vehicle speed V is low, that is, when the vehicle speed V is less than the vehicle speed threshold value V_th stored in the storage unit 66 (step S11: YES), the process proceeds to step S12. When the vehicle speed V is equal to or higher than the medium speed, that is, when the vehicle speed V is equal to or higher than the vehicle speed threshold value V_th stored in the storage unit 66 (step S11: NO), the process proceeds to step S6.
ステップS11からステップS6に移行した場合、把持状態検知部68は、把持状態の検知結果、すなわちトルク判定第1処理の結果に基づいて、ステアリングホイール28に対する運転者の把持状態を判定する。例えば、次のような処理を行う。
When the process proceeds from step S11 to step S6, the gripping
記憶部66には、図3Bに示すような把持・運転意思判定情報82が予め記憶されている。把持・運転意思判定情報82は、トルク判定第1処理の結果(第2フラグFLG2)と、その結果から判定される把持状態と運転意思とを対応付けた情報である。把持状態検知部68は、把持・運転意思判定情報82に基づいて、ステアリングホイール28に対する運転者の把持状態と運転意思を検知する。具体的には、第2フラグFLG2が0(非把持)である場合に、非把持で運転意思がないことを検知する(ステップS6:非把持)。この場合、処理はステップS7に移行する。一方、第2フラグFLG2が1(把持)である場合に、把持で運転意思があることを検知する(ステップS6:把持)。この場合、処理はステップS8に移行する。
The
ステップS2又はステップS11からステップS12に移行した場合、警報ECU54から運転支援ECU16に運転支援停止指示が出力される。このとき、運転支援ECU16は、実行中の運転支援を停止する。
When the process proceeds from step S2 or step S11 to step S12, a driving assistance stop instruction is output from the
[1.5 ハンズオン判定処理]
図5を用いてハンズオン判定処理について説明する。ステップ21において、把持状態検知部68は、タッチセンサECU44から送信される検知情報に基づいて、ステアリングホイール28に対する運転者の接触状態を判定する。接触、すなわちハンズオンを検知する場合(ステップS21:YES)、処理はステップS22に移行する。一方、非接触、すなわちハンズオフを検知する場合(ステップS21:NO)、処理はステップS23に移行する。
[1.5 Hands-on judgment processing]
The hands-on determination process will be described with reference to FIG. In step 21, the grip
ステップS21からステップS22に移行した場合、把持状態検知部68は、第1フラグFLG1を1(把持)にする。ステップS21からステップS23に移行した場合、把持状態検知部68は、第1フラグFLG1を0(非把持)にする。
When the process proceeds from step S21 to step S22, the gripping
[1.6 トルク判定第1処理]
図6を用いてトルク判定第1処理について説明する。ステップ31において、把持状態検知部68は、トルクセンサECU48から送信される検知情報、ここでは操舵トルクTrから所定の基準トルクTr_sを減算してトルク差Trdを求める。基準トルクTr_sというのは、ステアリングホイール28に対する操舵入力がない場合にステアリングシャフト30に生じるトルクの目安となる値であり、予め記憶部66に記憶される。
[1.6 Torque determination first process]
The torque determination first process will be described with reference to FIG. In step 31, the gripping
ステップS32において、把持状態検知部68は、トルク差Trdと予め記憶部66に記憶されるトルク差閾値Trd_thとを比較することにより、ステアリングホイール28に対する運転者の操舵状態(操舵入力あり又はなし)を判定する。トルク差Trdがトルク差閾値Trd_th以上である場合、すなわち操舵入力がある場合(ステップS32:YES)、処理はステップS33に移行する。一方、トルク差Trdがトルク差閾値Trd_th未満である場合、すなわち操舵入力がない場合(ステップS32:NO)、処理はステップS34に移行する。
In step S32, the gripping
ステップS32からステップS33に移行した場合、把持状態検知部68は、第2フラグFLG2を1(把持)にする。ステップS32からステップS34に移行した場合、把持状態検知部68は、第2フラグFLG2を0(非把持)にする。
When the process proceeds from step S32 to step S33, the gripping
[1.7 正常動作判定]
[1.7.1 警報ECU54の処理]
警報ECU54で行われる正常動作の判定について、ハンズオン検知機器の正常判定を例にして説明する。タッチセンサ42は、タッチセンサECU44に対して、接触信号を定期的に送信し、タッチセンサECU44は、警報ECU54に対して、検知情報を定期的に送信する。タッチセンサECU44は、検知情報を送信する際に検知情報に符号を付加し、更に符号を周期的に変更する。
[1.7 Normal operation judgment]
[1.7.1 Processing of alarm ECU 54]
The determination of normal operation performed by the
例えば、タッチセンサECU44は、時点nにおいて、タッチセンサ42から送信される接触信号が示す情報Xに符号aを付加した検知情報Xaを送信する。次に時点n+1において、情報Xに符号bを付加した検知情報Xbを送信する。次に時点n+2において、情報Xに符号cを付加した検知情報Xcを送信する。次に時点n+3において、情報Xに符号aを付加した検知情報Xaを送信する。以降、情報Xに符号b、c、aを順次変更し付加して、検知情報Xa、Xb、Xcを順次送信する。
For example, at the time point n, the
タッチセンサ42に異常が発生した場合は、タッチセンサ42の接触信号が示す情報X自体が異常となる。警報ECU54は、情報Xが異常であることを検知することにより、タッチセンサ42に異常が発生したことを検知する。一方、タッチセンサECU44に異常が発生した場合は、同一符号の検知情報(例えば検知情報Xa)が繰り返し送信される。警報ECU54は、同一符号の検知情報を繰り返し受信することにより、タッチセンサECU44に異常が発生したことを検知する。
When an abnormality occurs in the
[1.7.2 運転支援ECU16の処理]
運転支援ECU16で行われる正常動作の判定について、ハンズオン検知機器の正常判定を例にして説明する。警報ECU54は、運転支援ECU16に対して、タッチセンサECU44から送信された検知情報を定期的に送信する。警報ECU54は、タッチセンサECU44と同様に、検知情報を送信する際に検知情報に符号を付加し、更に符号を周期的に変更する。
[1.7.2 Processing of Driving Support ECU 16]
The determination of normal operation performed by the driving
例えば、警報ECU54は、時点mにおいて、タッチセンサECU44から送信される検知情報Xaに符号dを付加した検知情報Xadを送信する。次に時点m+1において、検知情報Xbに符号eを付加した検知情報Xbeを送信する。次に時点m+2において、検知情報Xcに符号fを付加した検知情報Xcfを送信する。次に時点m+3において、検知情報Xaに符号dを付加した検知情報Xadを送信する。以降、検知情報Xa、Xb、Xcに符号e、f、dを順次変更し付加して、検知情報Xad、Xbe、Xcfを順次送信する。
For example, the
運転支援ECU16は、情報Xが異常であることを検知することにより、タッチセンサ42に異常が発生したことを検知する。運転支援ECU16は、タッチセンサECU44が付加する同一符号の検知情報を繰り返し受信することにより、タッチセンサECU44に異常が発生したことを検知する。また、警報ECU54が付加する同一符号の検知情報を繰り返し受信することにより、警報ECU54に異常が発生したことを検知する。
The driving
なお、警報ECU54及び運転支援ECU16は、トルク検知機器についても、ハンズオン検知機器と同じような正常動作判定を行う。但し、トルクセンサECU48は、タッチセンサECU44が検知情報に付加する符号と相違する符号を検知情報に付加する。また、警報ECU54は、タッチセンサECU44から送信される検知情報に付加する符号と、トルクセンサECU48から送信される検知情報に付加する符号とを相違させる。
Note that the
[1.8 第1実施形態のまとめ]
把持状態検知装置40は、ステアリングホイール28に対する運転者の接触状態を検知するタッチセンサ42と、操舵トルクTrを検知するトルクセンサ46と、タッチセンサ42及びトルクセンサ46の検知結果に基づいて運転者によるステアリングホイール28の把持状態を検知する把持状態検知部68とを備える。
[1.8 Summary of First Embodiment]
The gripping
この構成によれば、運転者がタッチセンサ形成部位であるリム部28aを把持する場合に、少なくともタッチセンサ42でステアリングホイール28に対する運転者の接触を検知することができる。また、運転者がリム部28a以外、例えばスポーク部28bを把持する場合には、トルクセンサ46で運転者の操舵入力を検知することができる。したがって、運転者の把持位置に関係なく、高精度にステアリングホイール28の把持状態を検知できる。
According to this configuration, when the driver grips the
把持状態検知部68は、運転者によるステアリングホイール28の把持状態に基づいて運転者の運転意思を検知する。把持状態検知装置40は、把持状態検知部68により運転者が運転意思を有さないことが検知された場合に警報信号を出力する警報制御部70と、警報信号を受信した場合に警報を発する警報機56とを備える。
The grip
この構成によれば、運転者の運転意思をステアリングホイール28の把持状態により判定でき、運転者が運転意思を有さないときに警報を発して運転、ここではステアリングホイール28の把持を促すことができる。
According to this configuration, the driver's intention to drive can be determined based on the gripping state of the
把持状態検知部68は、トルクセンサ46で検知される操舵トルクTrと所定の基準トルクTr_sとのトルク差Trdを求め、トルク差Trdが所定のトルク差閾値Trd_th以上である場合にステアリングホイール28が把持されていることを検知する。
The gripping
この構成によれば、操舵トルクTrと基準トルクTr_sとのトルク差Trdと所定のトルク差閾値Trd_thとを比較することにより、適切に把持の有無を判定することができる。 According to this configuration, the presence or absence of gripping can be appropriately determined by comparing the torque difference Trd between the steering torque Tr and the reference torque Tr_s with the predetermined torque difference threshold value Trd_th.
[2 第2実施形態]
第2実施形態は、第1実施形態で行われる一部の処理を変更したものであり、装置構成自体は図1に示す構成を使用できる。第2実施形態に係る車両10´は把持状態検知装置40´を有し、把持状態検知装置40´は警報ECU54´を有する。警報ECU54´は演算部64´を有し、演算部64´は記憶部66´に記憶されるプログラムを実行することにより把持状態検知部68´及び警報制御部70として機能する。
[2 Second Embodiment]
In the second embodiment, a part of the processing performed in the first embodiment is changed, and the configuration shown in FIG. 1 can be used as the device configuration itself. The
[2.1 把持状態検知装置40´の警報処理]
図7を用いて第2実施形態に係る把持状態検知装置40´が行う警報処理について説明する。なお、第2実施形態に係る把持状態検知装置40´が行う処理の多くは、第1実施形態に係る把持状態検知装置40が行う処理と共通する。このため、共通する処理についてはその説明を省略する。具体的には、図7に示すステップS41〜ステップS49及びステップS51の処理は、図2に示すステップS1〜ステップS9及びステップS12の処理と共通する。但し、共通する各処理の説明においては、「車両10、把持状態検知装置40、警報ECU54、記憶部66、把持状態検知部68」を「車両10´、把持状態検知装置40´、警報ECU54´、記憶部66´、把持状態検知部68´」に読み換えるものとする。
[2.1 Alarm processing of gripping state detection device 40 ']
The alarm process performed by the gripping
第2実施形態の特徴的な部分は、ステップS50のトルク判定第2処理にある。トルク判定第2処理において、操舵入力が検知された場合には第2フラグFLG2は1(把持)にされ、操舵入力が検知されない場合には第2フラグFLG2は0(非把持)にされる。ステップS50が終了すると、処理は一律にステップS46に移行する。 The characteristic part of the second embodiment is the second torque determination process in step S50. In the second torque determination process, the second flag FLG2 is set to 1 (gripping) when the steering input is detected, and the second flag FLG2 is set to 0 (non-gripping) when the steering input is not detected. When step S50 ends, the processing moves to step S46 uniformly.
[2.2 トルク判定第2処理]
図8を用いてトルク判定第2処理について説明する。ステップS61において、把持状態検知部68´は、車速Vと車速閾値V_thとを比較する。図4A、図4Bを用いて説明したように、車両10が低速で走行するとき、トルク差Trdと所定のトルク差閾値Trd_thとの大小関係を比較して把持検知する方法の信頼性が低くなる。このため、第1実施形態では信頼性が低下する低速時には運転支援自体を停止している(図2のステップS12)。これに対して、第2実施形態では信頼性の低下を補完するための処理を行う。
[2.2 Torque determination second process]
The torque determination second process will be described with reference to FIG. In step S61, the gripping
車速Vが低速である場合、すなわち記憶部66´に記憶される車速閾値V_th未満である場合(ステップS61:YES)、処理はステップS62に移行する。車速Vが中速以上である場合、すなわち記憶部66´に記憶される車速閾値V_th以上である場合(ステップS61:NO)、処理はステップS63に移行する。
When the vehicle speed V is low, that is, when it is less than the vehicle speed threshold value V_th stored in the
ステップS61からステップS62に移行した場合、把持状態検知部68´は、トルク差閾値Trd_thに第1トルク差閾値Trd_th1(<第2トルク差閾値Trd_th2)を設定する。一方、ステップS61からステップS63に移行した場合、把持状態検知部68´は、トルク差閾値Trd_thに第2トルク差閾値Trd_th2(>第1トルク差閾値Trd_th1)を設定する。第1トルク差閾値Trd_th1及び第2トルク差閾値Trd_th2は、記憶部66´に予め記憶されている。このように、車速Vが低速(V<V_th)である場合には、トルク判定で使用するトルク差閾値Trd_thを小さくすることにより、図4Bに示すように周波数特性A´と周波数特性Bとのトルク差Trdが小さくても、操舵入力の有無を判定できるようにする。なお、ここでは低速と中速以上とでトルク差閾値Trd_thを変えているが、3以上の車速域を設定し、それぞれの車速域毎に異なるトルク差閾値Trd_thを設定してもよい。
When the process proceeds from step S61 to step S62, the gripping
ステップS64〜ステップS67の処理は、図6に示すステップ31〜ステップS34の処理と共通するので、ここではその説明を省略する。 Since the process of step S64-step S67 is common with the process of step 31-step S34 shown in FIG. 6, the description is abbreviate | omitted here.
[2.3 第2実施形態のまとめ]
把持状態検知装置40´は、車速Vを検知する車速センサ50を備える。把持状態検知部68´は、車速センサ50で検知される車速Vが車速閾値V_th(所定車速)未満である場合に、トルクセンサ46で検知される操舵トルクTrと所定の基準トルクTr_sとのトルク差Trdを求める。そして、トルク差Trdが第1トルク差閾値Trd_th1(第1トルク差)以上である場合にステアリングホイール28が把持されていることを検知する。また、車速センサ50で検知される車速Vが車速閾値V_th以上である場合に、トルクセンサ46で検知される操舵トルクTrと基準トルクTr_sとのトルク差Trdを求める。そして、トルク差Trdが第1トルク差閾値Trd_th1よりも大きい第2トルク差閾値Trd_th2(第2トルク差)以上である場合にステアリングホイール28が把持されていることを検知する。
[2.3 Summary of Second Embodiment]
The gripping
この構成によれば、操舵トルクTrと基準トルクTr_sとのトルク差Trdと比較するトルク差閾値Trd_thを車速Vに応じて変更するため、操舵トルクTrと基準トルクTr_sとのトルク差Trdが小さくなる低速(V<V_th)で車両10´が走行していても、適切に把持の有無を判定することができる。
According to this configuration, the torque difference threshold Trd_th to be compared with the torque difference Trd between the steering torque Tr and the reference torque Tr_s is changed according to the vehicle speed V, so the torque difference Trd between the steering torque Tr and the reference torque Tr_s becomes small. Even if the
[3 変形例]
図4A、図4Bを用いて説明したように、車両10が低速で走行するとき、トルク差Trdと所定のトルク差閾値Trd_thとの大小関係を比較して把持検知する方法、すなわちトルク検知機器による把持検知の信頼性が低くなる。そこで、低速時に、トルク検知機器による把持検知を停止してもよい。例えば、車速Vを検知し、車速Vが車速閾値V_th未満である場合に、ハンズオン検知機器による把持検知を行う一方で、トルク検知機器による把持検知を停止してもよい。
[3 Modifications]
As described with reference to FIGS. 4A and 4B, when the
自動運転等による操舵介入がある場合、車速Vが低速のときには運転者による操作がほとんど不要となる。すると、車両10´が発生させる操舵トルクTrと運転者がステアリングホイール28を操作して発生させる操舵トルクTrとの間にトルク差Trdがでにくくなるため、トルクセンサ46等のトルク検知機器による把持検知の信頼性が低下する。この構成によれば、トルクセンサ46等のトルク検知機器による把持検知の信頼性が低下する低速時にトルク検知機器による把持検知を停止するため、適切に把持の有無を判定することができる。
When there is a steering intervention by automatic driving or the like, when the vehicle speed V is low, almost no operation by the driver is required. Then, since the torque difference Trd is less likely to occur between the steering torque Tr generated by the
なお、本発明に係る把持状態検知装置40は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
It should be noted that the gripping
10、10´…車両 12…運転支援装置
16…運転支援ECU 28…ステアリングホイール
40、40´…把持状態検知装置 42…タッチセンサ
44…タッチセンサECU 46…トルクセンサ
48…トルクセンサECU 54、54´…警報ECU
56…警報機 68、68´…把持状態検知部
70…警報制御部
DESCRIPTION OF
56 ...
Claims (5)
操舵トルクを検知するトルクセンサと、
前記タッチセンサ及び前記トルクセンサの検知結果に基づいて前記運転者による前記ステアリングホイールの把持状態を検知する把持状態検知部と、
車速を検知する車速センサと、を備え、
前記把持状態検知部は、
前記車速センサで検知される前記車速が所定車速未満である場合に、前記タッチセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を行う一方で前記トルクセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を停止し、
前記車速センサで検知される前記車速が所定車速以上である場合に、前記タッチセンサ及び前記トルクセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を行う
ことを特徴とする把持状態検知装置。 A touch sensor that detects the contact state of the driver with the steering wheel;
A torque sensor for detecting steering torque;
A gripping state detection unit that detects a gripping state of the steering wheel by the driver based on detection results of the touch sensor and the torque sensor ;
A vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed ,
The gripping state detector
When the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is less than a predetermined vehicle speed, while detecting the grip state based on the detection result of the touch sensor, stop the detection of the grip state based on the detection result of the torque sensor,
A gripping state detection device that detects a gripping state based on detection results of the touch sensor and the torque sensor when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or higher than a predetermined vehicle speed .
前記把持状態検知部は、前記運転者による前記ステアリングホイールの把持状態に基づいて前記運転者の運転意思を検知し、
更に、前記把持状態検知部により前記運転者が運転意思を有さないことが検知された場合に警報信号を出力する警報制御部と、
前記警報信号を受信した場合に警報を発する警報機とを備える
ことを特徴とする把持状態検知装置。 The gripping state detection device according to claim 1,
The gripping state detection unit detects the driver's intention to drive based on the gripping state of the steering wheel by the driver,
Further, an alarm control unit that outputs an alarm signal when the gripping state detection unit detects that the driver does not have a driving intention, and
A gripping state detection device comprising: an alarm device that issues an alarm when the alarm signal is received.
前記把持状態検知部は、
前記トルクセンサで検知される前記操舵トルクと所定の基準トルクとのトルク差を求め、前記トルク差が所定トルク差以上である場合に前記ステアリングホイールが把持されていることを検知する
ことを特徴とする把持状態検知装置。 In the holding state detection device according to claim 1 or 2,
The gripping state detector
A torque difference between the steering torque detected by the torque sensor and a predetermined reference torque is obtained, and when the torque difference is equal to or greater than a predetermined torque difference, it is detected that the steering wheel is gripped. A gripping state detection device.
前記タッチセンサは、前記ステアリングホイールのリム部に設けられる
ことを特徴とする把持状態検知装置。 In the holding | grip state detection apparatus of any one of Claims 1-3 ,
The touch sensor is provided on a rim portion of the steering wheel. A gripping state detection device.
前記タッチセンサは、前記ステアリングホイールに塗布される導電性の塗料により形成される
ことを特徴とする把持状態検知装置。 In the holding | grip state detection apparatus of any one of Claims 1-4 ,
The touch sensor is formed of a conductive paint applied to the steering wheel. A gripping state detection device.
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