CN109153399A - 转向装置 - Google Patents

Abstract

以简单且经济的结构能够可靠地限制车辆驾驶中的乘员对车载设备的操作。转向装置(10)具有方向盘(14)和检测机构(18)。检测机构(18)具有：第一接触传感器(18L)，其设置于接近车载设备(24)的一侧，用于检测驾驶员(H)的左手(16L)的接触；和第二接触传感器(18R)，其设置在远离所述车载设备(24)的一侧，用于检测右手(16R)的接触。第一接触传感器(18L)的检测范围被设定为比第二接触传感器(18R)的检测范围窄的区域。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及一种转向装置，其具有：方向盘；和检测机构，其跨所述方向盘的圆周上的规定区域检测乘员的手的接触。

背景技术

近年来，为了识别驾驶员的手是否把持着方向盘，而在汽车中采用了各种系统。例如，已知有日本发明专利公开公报特开2008-59459号所公开的车辆用提醒注意系统。

在该车辆用提醒注意系统中，在方向盘的整个圆周上配置有多个接触传感器(线等)(段落【0054】)。并且，接触传感器在12点钟和6点钟的位置经由绝缘体而被绝缘，并且通过L侧接触检测机构和R侧接触检测机构来区分并检测对方向盘的L侧和R侧的接触。

因此，例如，在L侧和R侧双方被检测到接触的状态下，即，在推定驾驶员用双手把持着方向盘的状态下，有时将上述车辆用提醒注意系统适用到即使在行驶中也允许操作车载设备的系统。

此时，在车辆用提醒注意系统中，经由绝缘体而被绝缘的L侧接触检测机构和R侧接触检测机构的间隔较窄，且L侧和R侧的检测区域的边界线在方向盘的正向位置(车辆直行行驶的位置)处位于该方向盘的铅垂中心线上。因此，在驾驶员单手(一只手)把持着位于方向盘的位于12点钟的位置的边界线的情况下，存在如下担忧，即，被误识别为所述方向盘被双手把持着，所述驾驶员可用另一只手操作车载设备。

发明内容

本发明是为了解决这种技术问题的发明，其目的在于，提供一种转向装置，该转向装置具有简单且经济的结构，能够可靠地限制车辆驾驶中的乘员对车载设备的操作。

本发明涉及一种转向装置，该转向装置具有：方向盘；和和检测机构，其跨所述方向盘的圆周上的规定区域，检测乘员的手的接触。

检测机构具有第一接触传感器，该第一接触传感器设置于在从方向盘的正面观察时接近车载设备的一侧，用于检测乘员的一只手的接触。检测机构还具有第二接触传感器，该第二接触传感器设置在远离车载设备的一侧，用于检测乘员的另一只手的接触。而且，由第一接触传感器检测的第一检测范围被设定为比由第二接触传感器检测的第二检测范围窄的区域。

另外，优选在所述方向盘的上半部分中，第一检测范围和第二检测范围的边界线配置于相对于该方向盘的铅垂中心线接近车载设备的一侧。

再者，优选在方向盘的下半部分中，第一检测范围和第二检测范围的边界线配置于相对于该方向盘的铅垂中心线接近车载设备的一侧。

再者，另外优选沿着圆周将规定区域分割成多个的皮革部件卷绕于方向盘。此时，优选每个皮革部件均涂布有导电涂料，从而构成第一接触传感器和第二接触传感器、即第一触摸传感器和第二触摸传感器。

根据本发明，检测乘员(驾驶员)的一只手的第一检测范围被设置在接近车载设备的一侧，并被设定为比检测所述乘员的另一只手的第二检测范围窄的区域。因此，第一接触传感器和第二接触传感器的边界线中的至少一方配置在接近车载设备的一侧且位于能够由乘员的一只手容易把持的位置。

因此，即使在虽是仅由乘客的一只手把持着第一接触传感器与第二接触传感器的边界线的状态，却被检测机构推定为所述乘员的双手与方向盘接触的情况下，由于是所述边界线被接近车载设备一侧的一只手把持的状态，因此，也不容易用另一只手操作所述车载设备。

因此，即使检测机构误判定为驾驶员用双手把持着方向盘而能够在行驶中操作车载设备，也能够以简单且经济的结构实质上防止对所述车载设备的操作。

附图说明

图1是搭载了本发明的实施方式所涉及的转向装置的车辆的概略结构图。

图2是表示所述转向装置的详细结构的框图。

图3是所述车辆的驾驶座侧的说明图。

图4是构成所述转向装置的方向盘和检测机构的说明图。

图5是用于转向装置的动作说明的流程图。

图6是用左手同时把持着第一接触传感器和第二接触传感器时的所述车辆的驾驶座侧的说明图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的实施方式所涉及的转向装置10搭载于汽车等车辆12。

转向装置10具有：方向盘14，其作为操作车辆12的行驶方向的操作部件；和检测机构18，其跨所述方向盘14的圆周上的规定区域，检测驾驶员H的双手(右手16R和左手16L)的接触。

在方向盘14上电连接有接触判定ECU(Electronic Control Unit)20，在所述方向盘14和所述接触判定ECU20上电连接有操作允许与否判定ECU22。

接触判定ECU20和操作允许与否判定ECU22适用公知的计算机。接触判定ECU20和操作允许与否判定ECU22包括未图示的运算部、存储部、输入输出部、计数器·计时器等。通过运算部执行存储部中所存储的程序，来分别构筑接触判定和操作允许与否判定所需的各种功能实现部。功能实现部也可以由硬件构成。

在车辆12上具有车载设备24，该车载设备24是不拘泥于该车辆12的基本性能(行驶、拐弯、停止)的装置，包括乘员(驾驶员和同乘者)能够操作的导航装置、空调装置、音频装置等。

如图3所示，车载设备24的触摸屏、开关、音量等输入装置26配置于车辆12的仪表板30的大致中央部附近。方向盘14例如为右舵方向盘，在俯视观察车辆12时，车载设备24配置于所述方向盘14的一侧(图3中、左侧)。前车门32面向方向盘14的另一侧(右侧)。

方向盘14由驾驶员H操作。车载设备24的输入装置26除了能够由驾驶员H进行操作以外，还能够由同乘者进行操作。为了限制在车辆12行驶中由驾驶员H操作车载设备24，而设置有操作允许与否判定ECU22。

如图1和图2所示，方向盘14具有轮圈(rim)部34，该轮圈(rim)部34形成为环状，用于供驾驶员H用右手16R和左手16L把持。在方向盘14的正向位置(车辆12直行行驶的位置)，轮圈部34的左右和下部的径向内侧与转向轴之间通过T字型的连结部36连结。

轮圈部34构成为截面由多层构成的层叠结构。具体而言，轮圈部34从截面的中心部朝向径向外侧依次具有金属制的圆环状的轴心(未图示)、由树脂材料构成的型层(未图示)、以及多个(例如，两个或四个)皮革层38L、38R。轴心构成轮圈部34的骨架，经由设置于连结部36内的连结部件连结于转向轴。

皮革层38L、38R分别通过多个皮革部件彼此相邻着卷绕在型层的外周来使所述皮革部件卷绕在方向盘整周的整个规定区域而形成。每个皮革部件均被涂布有导电涂料，从而构成第一接触传感器(第一触摸传感器)18L和第二接触传感器(第二触摸传感器)18R。第一接触传感器18L和第二接触传感器18R构成检测机构18。

如图3所示，第一接触传感器18L设置于在从方向盘14的正面观察时接近车载设备24的一侧，检测驾驶员H的左手(一只手)16L的接触。第二接触传感器18R设置于在从方向盘14的正面观察时远离车载设备24的一侧，检测驾驶员H的右手(另一只手)16R的接触。

如图4所示，由第一接触传感器18L检测的第一检测范围40L被设定为比由第二接触传感器18R检测的第二检测范围40R窄的区域。第一检测范围40L在包含有相当于方向盘14的9点钟位置(与连结部36的左端部的边界部位)的铅垂区域41L的范围内。第二检测范围40R在包含有相当于方向盘14的3点钟位置(与连结部36的右端部的边界部位)的铅垂区域41R的范围内。

在方向盘14的上半部分中，第一检测范围40L和第二检测范围40R的上部边界线42a配置于相对于所述方向盘14的铅垂中心线V接近车载设备24的一侧。第一检测范围40L和第二检测范围40R相邻，上部边界线42a仅隔开使驾驶员H能够单手(左手16L)同时接触(第一检测范围40L和第二检测范围40R)的程度的间隔S1。例如，上部边界线42a的间隔S1被设定为小于驾驶员H的左手16L的拳头的宽度尺寸T(参照图4)的尺寸(S1<T)。

在方向盘14的下半部分中，第一检测范围40L和第二检测范围40R的下部边界线42b配置于相对于所述方向盘14的铅垂中心线V接近车载设备24的一侧。下部边界线42b隔开使驾驶员H单手(左手16L或右手16R)无法同时接触(第一检测范围40L和第二检测范围40R)的程度的间隔S2。例如，优选下部边界线42b的间隔S2被设定为大于驾驶员H的左手16L的拳头的宽度尺寸T的值(S2＞T)。

为了将第一检测范围40L和第二检测范围40R电切断，而对上部边界线42a和下部边界线42b实施绝缘处理。绝缘处理例如通过在皮革层38L、38R设置未涂布有导电涂料的部分，或者通过在所述皮革层38L、38R上涂布绝缘部件(绝缘材料)来进行。或者，绝缘处理通过在皮革层38L、38R之间夹装绝缘部件来进行。

电容传感器适用于第一接触传感器18L和第二接触传感器18R，该电容传感器能够检测出驾驶员H(人体)把持并接触方向盘14时的电容和与所述方向盘14非接触时的电容。

如图2所示，从第一接触传感器18L和第二接触传感器18R输出的接触信号Sl和接触信号Sr分别被供给到接触判定ECU20内的振荡电路44L和振荡电路44R。振荡电路44L和振荡电路44R的输出与频率检测器(振荡频率检测器)46L和频率检测器46R连接。

由频率检测器46L检测出的与左手用的第一接触传感器18L相关的振荡频率fl和由频率检测器46R检测出的与右手用的第二接触传感器18R相关的振荡频率fr被分别供给到接触判定器48的两个输入端口。振荡电路44L、44R分别具有振荡器主体50、和由电容C和电感L构成的谐振电路。

如式(1)和(2)所示，频率计数器、即频率检测器46L、46R将驾驶员H用左手16L和右手16R未接触检测机构18时的谐振频率(电容C)、即振荡频率f与在接触所述检测机构18时增加的电容(C+C’)时的谐振频率、即振荡频率f’进行分离，并进行检测。

非接触时：f＝1/2π(L×C)^1/2 (1)

接触时：f’＝1/2π{L×(C+C’)}^1/2 (2)

在(1)、(2)式中，电容C’是驾驶员(人体)H的电容。

频率检测器46L检测出左手16L与第一接触传感器18L接触时的振荡频率fl来作为振荡频率f’，并检测出非接触时的振荡频率fl来作为振荡频率f。

频率检测器46R检测出右手16R与第二接触传感器18R接触时的振荡频率fr来作为振荡频率f’，并检测出非接触时的振荡频率fr来作为振荡频率f。

例如，在将LC谐振频率设定为数百kHz等的情况下，能够通过接触和非接触得到几十kHz的频率差(f>＞f’)，从而充分地识别接触和非接触。

接触判定器48根据供给到各输入端口的振荡频率fr(非接触：f、接触：f’)和振荡频率fl(非接触：f、接触：f’)，来检测左手16L和右手16R对第一接触传感器18L和第二接触传感器18R的接触、非接触，并将检测结果作为接触判定输出Dt输出。

接触判定输出Dt被供给到构成操作允许与否判定ECU22的操作允许与否判定器52的输入端口。操作允许与否判定器52的输出、即栅极信号Gs被输入到栅极电路54的一方的输入端口、即控制端口。由驾驶员H向构成车载设备24的输入装置26操作输入的输入信号Din被供给到栅极电路54的另一方的输入端口、即信号输入端口。

当操作允许与否判定器52的输出、即栅极信号Gs的“H电平”(允许)被输入到控制端口时，栅极电路54将输入到信号输入端口的输入信号Din转换(slew)后输出。另一方面，当操作允许与否判定器52的输出、即栅极信号Gs的“L电平”(拒绝)被输入到控制端口时，栅极电路54切断被输入到信号输入端口的输入信号Din。

栅极电路54的输出被供给到包括车载设备24的主体部和显示部等的输出装置28。此外，警告信号(告知信号)Swarn从操作允许与否判定器52被输出到音频装置等输出装置56(显示装置和扬声器)。输出装置56作为警告装置(告知装置)发挥功能。

在方向盘14上连接有FET(field effect transistor)58a，该FET58a跨上部边界线42a而连接于第一接触传感器18L和第二接触传感器18R。在方向盘14上连接有FET58b，该FET58b跨下部边界线42b而连接于第一接触传感器18L和第二接触传感器18R。FET58a、58b连接于断线检测器60，用于检测第一接触传感器18L和第二接触传感器18R有无断线。

参照图5的流程图对这样构成的转向装置10的动作进行说明。

在步骤S1中，接触判定ECU20和操作允许与否判定ECU22检测车辆12的未图示的电源开关(点火开关)处于接通状态(步骤S1中、是)这一情况。

接着，进入步骤S2，操作允许与否判定器52由频率检测器46L、46R检测第一接触传感器18L和第二接触传感器18R的振荡频率fl和振荡频率fr。

在步骤S3中，接触判定器48参照振荡频率fl和振荡频率fr的振荡频率f、f’(上述的(1)式、(2)式)，进行左手16L对第一接触传感器18L的接触判定和右手16R对第二接触传感器18R的接触判定。

即，基于使用[fl、fr]的组合所表示的以下的图(接触判定图)，进行对检测机构18(第一接触传感器18L和第二接触传感器18R)的单手接触判定或双手接触判定。

(接触判定图)

[fl＝f、fr＝f]→左手16L：非接触、右手16R：非接触

[fl＝f、fr＝f’]→左手16L：非接触、右手16R：接触

[fl＝f’、fr＝f]→左手16L：接触、右手16R：非接触

[fl＝f’、fr＝f’]→左手16L：接触、右手16R：接触

[fl＝f’、fr＝f’]→左手16L：同时接触两个传感器

在上述接触判定图中，在从上起的第三个、第四个和第五个方式中，判定为左手16L接触着方向盘14。

在第五个方式中，如图6所示，驾驶员H的左手16L是跨上部边界线42a而同时接触着第一接触传感器18L和第二接触传感器18R的状态。此时，右手16R也可以与第二接触传感器18R非接触。

操作允许与否判定器52在通过接触判定器48的接触判定输出Dt判定为不是双手接触、且不是左手接触时(步骤S3中、否)，进入步骤S4，来进行操作拒绝处理。此时，操作允许与否判定器52向栅极电路54输出“L电平”(拒绝)的栅极信号Gs。

当从操作允许与否判定器52被输入“L电平”(拒绝)的栅极信号Gs时，栅极电路54切断来自车载设备24的输入装置26的输入信号Din。据此，不进行输出装置28的应答，车载设备24被维持在操作拒绝状态(操作禁止状态)。

在步骤S4的操作拒绝处理后，在步骤S5中，操作允许与否判定器52向输出装置56输出警告信号(告知信号)Swarn。通过该警告信号(告知信号)Swarn，驾驶员H的左手16L有可能是空闲的。因此，输出装置56通过显示或来自扬声器的语音输出不能操作车载设备24、例如导航装置的主旨等，来对乘员进行警告(告知)。

另一方面，在步骤S3中，在通过接触判定器48的接触判定输出Dt判定为是双手接触或左手接触时(步骤S3中、是)，进入步骤S6。在步骤S6中，操作允许与否判定器52将“H电平”(允许)的栅极信号Gs输出至栅极电路54。

在判定为驾驶员H对方向盘14双手接触或左手接触时，栅极电路54将输入装置26的输入信号Din转换后输出到输出装置28，由此使同乘者对车载设备24的操作有效。

接着，进入步骤S7，判定电源开关是否处于断开(OFF)状态。如果电源开关不是处于断开状态(步骤S7中、否)的话，则返回至步骤S2，继续处理，另一方面，如果所述电源开关处于断开状态(步骤S7中、是)的话，判定为处理结束。

在这种情况下，在本实施方式中，如图3和图4所示，检测驾驶员H的左手(一只手)16L的第一检测范围40L被设定为比检测所述驾驶员H的右手(另一只手)16R的第二检测范围40R窄的区域。因此，第一接触传感器18L和第二接触传感器18R的上部边界线42a配置在能够由驾驶员H的左手16L容易把持的位置。因此，有时左手16L跨上部边界线42a同时把持第一接触传感器18L和第二接触传感器18R。另一方面，驾驶员H的右手16R从上部边界线42a离开，不把持所述上部边界线42a。

因此，在仅得到由第一接触传感器18L检测到的接触信号时，或者同时得到来自所述第一接触传感器18L和第二接触传感器18R的接触信号时，判断为左手16L把持着方向盘14。据此，能够允许车载设备24的输入操作。

另一方面，在没有由第一接触传感器18L和第二接触传感器18R检测到接触信号的情况下，或者仅得到由所述第二接触传感器18R检测到的接触信号的情况下，能够限制车载设备24的输入操作。据此，能够以简单且经济的结构可靠地限制由车辆驾驶中的驾驶员H对车载设备24的操作。

更具体而言，如图4所示，在方向盘14的上半部分中，第一检测范围40L和第二检测范围40R的上部边界线42a配置于相对于所述方向盘14的铅垂中心线V接近车载设备24的一侧。并且，上部边界线42a的间隔S1被设定为小于驾驶员H的左手16L的拳头的宽度尺寸T的尺寸。

因此，能够实现由驾驶员H的左手16L把持第一检测范围40L的姿势(参照图3)和同时把持所述第一检测范围40L和第二检测范围40R的姿势(参照图6)。无论在哪种姿势下，驾驶员H都无法用右手16R操作车载设备24，因此，通过允许副驾驶座的乘员进行所述车载设备24的操作，而能够容易地提高便利性。

另一方面，通常，无法用驾驶员H的右手16R跨上部边界线42a同时把持第一检测范围40L和第二检测范围40R。因此，在检测到驾驶员H的双手把持状态时，能够认为左手16L不是空闲的。据此，能够尽可能地抑制驾驶员H在行驶中能够操作车载设备24的状态。

再者，在方向盘14的下半部分中，第一检测范围40L和第二检测范围40R的下部边界线42b配置在相对于该方向盘14的铅垂中心线V接近车载设备24的一侧。并且，下部边界线42b的间隔S2被设定为大于驾驶员H的左手16L的拳头的宽度尺寸T的值。

因此，驾驶员H无法夹持着下部边界线42b，仅用右手16R同时把持第一检测范围40L和第二检测范围40R。因此，能够可靠地阻止如下情况的发生，即，虽然左手16L是空闲的，但是，误识别为所述左手16L把持着方向盘14。

再者，另外，在方向盘14的外周上，被分割为多个的皮革部件相邻着卷绕于整个规定区域，从而形成皮革层38L、38R。此时，每个皮革层38L、38R均涂布有导电涂料，从而构成第一接触传感器18L和第二接触传感器18R、即第一触摸传感器和第二触摸传感器。而且，在皮革层38L、38R彼此之间实施了绝缘处理。据此，能够以简单的结构将上部边界线42a的间隔S1设定为小于左手16L的拳头的宽度尺寸T的尺寸，即狭小的尺寸。

另外，在本实施方式中，虽然采用了方向盘14为右舵方向盘的结构，但并不限定于此，所述方向盘14也可以是左舵方向盘。

此时，驾驶员H的一只手为右手16R，所述驾驶员H的另一只手为左手16L，检测所述右手16R的接触的第二接触传感器18R成为第一接触传感器18R。另一方面，检测左手16L的接触的第一接触传感器18L成为第二接触传感器18L。由第一接触传感器18R检测到的检测范围被设定为比由第二接触传感器18L检测到的检测范围窄的区域，如图4中双点划线所示，上部边界线42c被设定在能够由右手16R把持的位置。据此，方向盘14在为右舵方向盘时和左舵方向盘时，能够得到同样的效果。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能够进行各种变更。

Claims (4)

1.一种转向装置(10)，其具有：方向盘(14)；和检测机构(18)，其跨所述方向盘(14)的圆周上的规定区域，检测乘员的手的接触，其特征在于，

所述检测机构(18)具有：

第一接触传感器(18L)，其设置于在从所述方向盘(14)的正面观察时接近车载设备(24)的一侧，用于检测所述乘员的一只手(16L)的接触；和

第二接触传感器(18R)，其设置在远离所述车载设备(24)的一侧，用于检测所述乘员的另一只手(16R)的接触，

由所述第一接触传感器(18L)检测的第一检测范围(40L)被设定为比由所述第二接触传感器(18R)检测的第二检测范围(40R)窄的区域。

2.根据权利要求1所述的转向装置(10)，其特征在于，

在所述方向盘(14)的上半部分中，所述第一检测范围(40L)和所述第二检测范围(40R)的边界线(42a)配置于相对于该方向盘(14)的铅垂中心线(V)接近所述车载设备(24)的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的转向装置(10)，其特征在于，

在所述方向盘(14)的下半部分中，所述第一检测范围(40L)和所述第二检测范围(40R)的边界线(42b)配置于相对于该方向盘(14)的铅垂中心线(V)接近所述车载设备(24)的一侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转向装置(10)，其特征在于，

沿着所述圆周将所述规定区域分割成多个的皮革部件(38L、38R)卷绕于所述方向盘(14)，

每个所述皮革部件(38L、38R)均涂布有导电涂料，而构成所述第一接触传感器(18L)和所述第二接触传感器(18R)、即第一触摸传感器和第二触摸传感器。