CN115123368A - 车辆的转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供车辆的转向装置。该车辆的转向装置具备：方向盘，其在从轮毂部延伸的轮辐部连结有轮缘部；静电电容式的接触传感器，其基于静电电容的变化来检测驾驶员对所述方向盘的把持，其中，所述接触传感器具备：检测电极，其设置于所述轮缘部，感知该轮缘部的静电电容的变化；以及导电构件，其配置于所述轮辐部中的与驾驶员面对一侧的区域，一端部与所述轮缘部的所述检测电极抵接。

Description

车辆的转向装置

技术领域

本发明涉及具备检测驾驶员对方向盘的把持的功能的车辆的转向装置。

本申请基于在2021年3月24日向日本提出了申请的特愿2021-049970号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

作为车辆的转向装置，存在具备检测驾驶员是否把持方向盘的检测传感器的转向装置。作为该检测传感器的检测方式，已知有静电电容式的检测方式(例如，参照日本特开2016-165940号公报)。

日本特开2016-165940号公报所记载的转向装置为如下的基本构成：在方向盘的轮缘部的外层部配置由导电性的金属构成的检测电极，通过静电电容检测电路来检测由检测电极感知的静电电容的变化。

发明内容

日本特开2016-165940号公报所记载的转向装置在方向盘的轮缘部的周域呈环状地配置检测电极。因此，无论在驾驶员把持轮缘部的哪个部位的情况下，都能够检测驾驶员进行的把持。然而，在车辆的驾驶时，驾驶员有时不仅把持轮缘部而且也把持轮辐部，在该情况下，上述的检测电极无法检测轮辐部的把持。因此，希望在驾驶员把持了轮辐部的情况下也能够检测该把持。

作为其对策，可考虑将检测电极不仅延伸到轮缘部而且也延伸到轮辐部，但是在该情况下，检测电极的结构变得复杂，检测电极的制造变得困难。

因此，本发明的方案目的在于提供一种不会导致检测电极的结构的复杂化而能够检测轮缘部和轮辐部的静电电容的变化的车辆的转向装置。

为了实现上述目的，本发明的方案的车辆的转向装置采用以下的构成。

(1)本发明的方案具备：方向盘(例如，实施方式的方向盘10)，其在从轮毂部(例如，实施方式的轮毂部11)延伸的轮辐部(例如，实施方式的轮辐部13)连结有轮缘部(例如，实施方式的轮缘部12)；静电电容式的接触传感器(例如，实施方式的接触传感器32)，其基于静电电容的变化来检测驾驶员对所述方向盘的把持，其中，所述接触传感器具备：检测电极(例如，实施方式的检测电极18)，其设置于所述轮缘部，感知该轮缘部的静电电容的变化；导电构件(例如，实施方式的导电构件31)，其配置于所述轮辐部中的与驾驶员面对一侧的区域，一端部抵接于所述轮缘部的所述检测电极。

根据上述(1)的方案，在驾驶员把持了轮缘部的情况下，配置于轮缘部的检测电极感知因该把持而引起的静电电容的变化。而且，在驾驶员把持了轮辐部的情况下，配置于轮缘部的检测电极通过配置于轮辐部的导电构件来感知因该把持而引起的静电电容的变化。因此，在本构成中，能够使用共同的检测电极检测轮缘部和轮辐部的静电电容的变化。

(2)在上述(1)的方案中，也可以为，所述导电构件的另一端部固定于在所述轮毂部设置的接地构件(例如，实施方式的接地构件43)。

根据上述(2)的方案，能够经由接地构件将导电构件固定于轮毂部，而且能够经由导电构件和接地构件使接触传感器接地。因此，能够实现接触传感器的结构的简化。

(3)在上述(2)的方案中，也可以为，所述导电构件形成为与所述检测电极抵接一侧的区域成为弯曲顶部的大致U字状的主视形状。

根据上述(3)的方案，由于成为导电构件的与检测电极抵接的抵接部侧的端部相当于大致U字形状的弯曲顶部的形状，因此能够经由导电构件可靠地检测驾驶员的手对于轮辐部中的接近轮缘部的部位的接触。

(4)在上述(3)的方案中，也可以为，所述导电构件的与所述检测电极抵接的抵接部(例如，实施方式的抵接部36)可以具有：大致沿着所述轮缘部的内周侧的圆弧的主抵接区域(例如，实施方式的主抵接区域36a)；以及与该主抵接区域相连，直径比所述轮缘部的内周侧的圆弧小的圆弧形状的小圆弧区域(例如，实施方式的小圆弧区域36b)。

根据上述(4)的方案，导电构件除了大致沿着轮缘部的内周侧的圆弧的主抵接区域之外，在小圆弧区域也抵接于检测电极。因此，能够使导电构件相对于检测电极的导通状态稳定。因此，能够进一步提高轮辐部处的静电电容的检测灵敏度。

(5)在上述(4)的方案中，也可以为，所述轮缘部具备覆盖所述检测电极的外侧的表皮构件(例如，实施方式的表皮构件19)，所述表皮构件具有沿着所述主抵接区域和所述小圆弧区域的切口部(例如，实施方式的切口部38)。

根据上述(5)的方案，即使是在轮缘部设置有覆盖检测电极的表皮构件的结构，导电构件中的与检测电极抵接的抵接部(主抵接区域及小圆弧区域)通过表皮构件的切口部向外侧露出。因此，能够经由导电构件可靠地检测驾驶员的手对于轮辐部中的接近轮缘部的部位的接触。

(6)在上述(4)或(5)的方案中，也可以为，在所述轮辐部配置有所述接触传感器的传感器控制单元(例如，实施方式的传感器控制单元39)，配置于所述轮辐部的所述导电构件的一端部以抵接状态重叠配置在所述检测电极的上方，在所述检测电极的与所述导电构件抵接的抵接部设置有朝向所述轮毂部的方向开放的分离部(例如，实施方式的间隙37)，在所述分离部，跨越所述导电构件的所述抵接部的下方而配置有将所述传感器控制单元与所述检测电极连接的配线(例如，实施方式的配线30)。

根据上述(6)的方案，将传感器控制单元与检测电极连接的配线穿过检测电极的分离部且跨越导电构件的下方朝向轮毂部的方向引出，因此能够保护所述配线不受向方向盘施加的外力的影响。而且，通过采用本构成，能够容易地将与检测电极连接的所述配线向轮毂部的方向(传感器控制单元侧)引出。

(7)在上述(2)至(6)的任一方案中，也可以为，在所述导电构件的另一端部设置有以与所述轮缘部的朝向驾驶位侧的面大致平行的姿势固定于所述接地构件的连接片(例如，实施方式的连接片41)，在所述连接片设置有在所述方向盘处于中立转向位置的状态下沿着成为上下方向的朝向延伸的排水槽(例如，实施方式的排水槽44)。

根据上述(7)的方案，导电构件的另一端部的连接片以与轮缘部的朝向驾驶位侧的面大致平行的姿势固定于接地构件，因此能够容易地将连接片从方向盘的正面侧(朝向驾驶位侧的一侧)固定于接地构件。而且，即使在由于某些原因而水滴流入这样固定于接地构件的连接片的周围的情况下，也能够通过沿上下方向延伸的排水槽将该水滴向下方排出。

(8)在上述(6)的方案中，也可以为，所述传感器控制单元配置在所述导电构件的主视观察为大致U字形状的部分的内侧区域。

根据上述(8)的方案，由于在导电构件的主视观察为大致U字形状的部分的内侧区域配置传感器控制单元，因此能够缩短传感器控制单元与检测电极之间的配线距离，而且能够将导电构件和传感器控制单元高效地布局于轮辐部。

根据本发明的方案，在轮辐部中的与驾驶员面对一侧的区域配置导电构件，该导电构件的一端部与轮缘部的检测电极抵接。因此，在采用了本发明的车辆的转向装置的情况下，无需将配置于轮缘部的检测电极形成为延伸至轮辐部的复杂形状，能够通过共同的检测电极来检测轮缘部和轮辐部的静电电容的变化。

附图说明

图1是实施方式的转向装置的主视图。

图2是表示实施方式的接触传感器的检测原理的概略构成图。

图3是将实施方式的轮缘部的表皮构件去除后的方向盘的一部分的主视图。

图4是将实施方式的轮辐罩(导电构件)的一部分剖开的方向盘的主视图。

图5是实施方式的连接片的后视图。

图6是图4的沿VI-VI线的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是实施方式的转向装置1的主视图。

转向装置1具备与未图示的转向轴连结的方向盘10。方向盘10具备能够一体旋转地与转向轴结合的轮毂部11、在轮毂部11的径向外侧配置的环状的轮缘部12、以及从轮毂部11向径向外侧延伸而将轮毂部11与轮缘部12连结的三个轮辐部13。在与就座于驾驶位的驾驶员正对的轮毂部11的前表面(朝向车辆的后方侧的面)配置有喇叭操作部14。在喇叭操作部14的背部侧内置有未图示的气囊装置。

图1示出方向盘10处于中立转向位置的状态。以下的轮辐部13的说明中的上下、左右只要没有特别说明，就是指方向盘10处于中立转向位置时的上下、左右。

三个轮辐部13中的两个从轮毂部11向左右的相反方向延伸，其延伸方向的端部连结于轮缘部12。剩余的轮辐部13从轮毂部11向下方延伸，其延伸方向的端部连结于轮缘部12。以下，在区分三个轮辐部13的情况下，将从轮毂部11向左侧延伸的轮辐部13称为左轮辐部13L，将从轮毂部11向右侧延伸的轮辐部13称为右轮辐部13R。而且，将从轮毂部11向下侧延伸的轮辐部13称为下轮辐部13D。

在左轮辐部13L和右轮辐部13R的各前表面(朝向车辆的后方侧的面)配置有通过开关操作向未图示的车载设备的控制部输出操作信号的多个操作开关15。通过操作开关15的操作输出操作信号的车载设备例如是音频关联设备、液晶面板的显示设备、行驶模式的切换设备等。

图2是表示转向装置1中的转向把持的检测原理的概略构成图。在图2中，将方向盘10的一部分设为剖面地表示。图2中的方向盘10的剖面是将从轮缘部12的表面朝向内部中心侧的区域的剖面形成为图像的剖面。图2中的符号20是轮缘部12的中心侧的聚氨酯等树脂层，符号19是将轮缘部12的外侧包覆的表皮构件。

在方向盘10的轮缘部12埋设有未图示的环状的芯骨，在该芯骨的周围配置图2所示的树脂层20。并且，在树脂层20的外周侧覆盖由导电构件构成的片状的检测电极18。表皮构件19由非导电性的皮革等构成，在检测电极18和树脂层20的外周侧以将它们包入的方式安装。需要说明的是，配置于轮缘部12的检测电极18未必非要为片状，例如，可以是导电性的金属导线、金属板、金属镀敷层、导电性涂料等。

检测电极18是感知由于驾驶员把持轮缘部12而变化的静电电容的构件，如图2所示，通过配线30连接于静电电容检测电路17。在检测电极18连接后文详细叙述的下轮辐部13D的导电构件31的一端部。在本实施方式中，检测电极18、导电构件31、静电电容检测电路17构成静电电容式的接触传感器32。

静电电容检测电路17具备：向检测电极18和导电构件31通电的交流电源33；以及检测与检测电极18和导电构件31的静电电容的变化成比例的电流的电流传感器34。静电电容检测电路17在驾驶员把持了检测电极18的附近或导电构件31的附近时，基于电流传感器34的检测电流来检测在该部位产生的静电电容的变化。

图3是将轮缘部12的表皮构件19去除后的方向盘10的下部区域放大表示的主视图。

如图1、图3所示，在方向盘10的下轮辐部13D的前表面(与驾驶员的上半身面对一侧的区域)安装有主视观察为大致U字状的树脂制的轮辐部罩35。轮辐部罩35在其外表面和背面侧的一部分设置有导电性金属的镀敷层。该镀敷层构成上述的导电构件31。由镀敷层形成的导电构件31与轮辐部罩35的外表面同样主视观察为大致U字形状。具体而言，导电构件31形成为与轮缘部12接近的一侧成为弯曲顶部的大致U字状的主视形状。导电构件31的相当于弯曲顶部的区域(一端部)与在轮缘部12的表皮构件19的内侧配置的检测电极18抵接。由此，检测电极18与导电构件31相互电导通。

如图3所示，导电构件31中的与检测电极18抵接的抵接部36具有：大致沿着轮缘部12的内周侧的圆弧的主抵接区域36a；以及与主抵接区域36a的轮缘部12的圆周方向的前后相连的一对小圆弧区域36b。小圆弧区域36b的圆弧比轮缘部12的内周面的圆弧的直径小。导电构件31的抵接部36将主抵接区域36a和前后的小圆弧区域36b与检测电极18的外表面重叠，在该状态下维持抵接状态(电导通状态)。

此处，在本实施方式的转向装置1中，在轮缘部12的圆周上配置两个检测电极18。一方的检测电极18从轮缘部12的下端位置(与下轮辐部13D连接的连接位置)至轮缘部12的圆周的右半部分的区域配置，另一方的检测电极18从轮缘部12的下端位置(与下轮辐部13D连接的连接位置)至轮缘部12的圆周的左半部分的区域配置。一方的检测电极18和另一方的检测电极18如图3所示，在轮缘部12的圆周的下端位置处，彼此的端部隔着间隙37而相互对置。在本实施方式中，一方的检测电极18与另一方的检测电极18之间的间隙37构成朝向轮毂部11的方向开放的分离部。配置在下轮辐部13D的导电构件31的抵接部36跨越一方的检测电极18和另一方的检测电极18而抵接。

如图1、图3所示，在覆盖轮缘部12的外侧的表皮构件19设置有沿着导电构件31的主抵接区域36a和小圆弧区域36b的切口部38。由此，导电构件31的主抵接区域36a和小圆弧区域36b通过切口部38向表皮构件19的外部露出。

另外，如图1所示，在下轮辐部13D配置有包含静电电容检测电路17(参照图2)的传感器控制单元39。传感器控制单元39从车辆的综合控制单元等接受检测指令，通过静电电容检测电路17检测驾驶员对方向盘10的把持状态。

传感器控制单元39配置于导电构件31的主视观察为大致U字形状的部分的内侧区域。传感器控制单元39的前表面侧(与驾驶员的上半身面对的一侧)由树脂制的单元罩40覆盖。单元罩40配置在主视观察为大致U状的轮辐部罩35的内侧。

图4是去除喇叭操作部14并将轮辐部罩35(导电构件31)的一部分剖开而将方向盘10的下部区域放大表示的主视图。

在主视观察为大致U字状的轮辐部罩35的另一端部侧(上端侧)延伸设置有朝向上方侧延伸的平板状的一对连接片41。连接片41延伸设置于轮辐部罩35的大致U形状的开口侧的各上端部。连接片41固定于在轮毂部11固定设置的导电金属制的接地构件43(earth构件)。连接片41以与轮缘部12的朝向驾驶位侧的面(轮缘部12的前表面)大致平行的姿势重叠在接地构件43(earth构件)上，在该状态下通过螺栓等紧固构件42固定于接地构件43。各连接片41的表面被实施导电性金属的镀敷处理以与导电构件31连续。因此，导电构件31的上端部(另一端部)经由一对连接片41与接地构件43电连接。

需要说明的是，在本实施方式的情况下，在接地构件43的与各连接片41固定的固定部设置有将连接片41从上方夹入的夹子结构的夹入片45。各连接片41以由夹入片45夹入的状态紧固固定于接地构件43。

图5是从背面侧(与接地构件43抵接的面侧)观察连接片41的图。如图5所示，在各连接片41的背面或表面形成有在方向盘10处于中立转向位置的状态下向成为上下方向的朝向延伸的排水槽44。在水滴流入连接片41与接地构件43的紧固部的上方侧的情况下，能够使水滴通过连接片41的排水槽44向下方排出。

图6是图4的沿VI-VI线的剖视图。

如图6所示，在轮缘部12的下端的两个检测电极18的间隙37(分离部)跨越下轮辐部13D的导电构件31(抵接部36)的下方配置有将传感器控制单元39与各检测电极18连接的配线30。而且，传感器控制单元39经由轮毂部11和未图示的转向轴与车辆的综合控制单元配线连接。

在以上的构成中，如果通过驾驶员把持方向盘10的轮缘部12，则轮缘部12内的检测电极18的静电电容增加。而且，如果通过驾驶员把持(触碰)下轮辐部13D的轮辐部罩35(导电构件31)，则导电构件的31和检测电极18的静电电容增加。它们的静电电容的增加由传感器控制单元39(静电电容检测电路17)检测。

本实施方式的转向装置1在下轮辐部13D的与驾驶员面对一侧的区域配置导电构件31，该导电构件31的一端部与轮缘部12的检测电极18抵接。因此，在采用了本实施方式的转向装置1的情况下，无需将配置于轮缘部12的检测电极18形成为延伸至轮辐部13的复杂形状，而能够利用共同的检测电极18检测轮缘部12和下轮辐部13D的静电电容的变化。

需要说明的是，在本实施方式中，轮缘部12内的与检测电极18抵接的导电构件31设置于下轮辐部13D，但是与检测电极18抵接的导电构件31也可以设置于左轮辐部13L或右轮辐部13R等其他轮辐部13。

另外，本实施方式的转向装置1将导电构件31(轮辐部罩35)的上端侧(另一端部侧)固定于在轮毂部11固定的接地构件43。因此，在本构成中，能够经由接地构件43将导电构件31固定于轮毂部11，而且能够经由导电构件31和接地构件43使接触传感器32接地。因此，在采用了本构成的情况下，能够实现接触传感器32的结构的简化。

另外，在本实施方式的转向装置1中，导电构件31形成为与检测电极18抵接一侧的区域成为弯曲顶部的大致U字状的主视形状。因此，能够经由导电构件31稳定地检测驾驶员的手对于下轮辐部13D(轮辐部13)中的接近轮缘部12的部位的接触。

此外，在本实施方式的转向装置1中，导电构件31的与检测电极18抵接的抵接部36具有大致沿着轮缘部的内周侧的圆弧的主抵接区域36a和与主抵接区域36a相连的小圆弧区域36b。因此，能够使导电构件31以更大的面积稳定地抵接于检测电极18，能够使导电构件31与检测电极18的导通状态稳定。因此，在采用了本构成的情况下，能够进一步提高轮辐部13处的静电电容的检测灵敏度。

另外，在本实施方式的转向装置1中，在覆盖轮缘部12的检测电极18的外侧的表皮构件19设置沿着导电构件31的主抵接区域36a和小圆弧区域36b的切口部38。因此，即使是在轮缘部12设置有覆盖检测电极18的表皮构件19的结构，导电构件31的与检测电极18抵接的抵接部36(主抵接区域36a及小圆弧区域36b)也向表皮构件19的外侧露出。因此，在采用了本构成的情况下，在驾驶员的手触碰到轮辐部13(下轮辐部13D)的接近轮缘部12的部位时，能够经由导电构件31可靠地检测该接触。

另外，本实施方式的转向装置1将导电构件31的下端部(一端部)跨越左右的检测电极18而抵接，在左右的检测电极18的间隙37(分离部)配置将左右的检测电极18与传感器控制单元39连接的配线30。并且，该配线30跨越导电构件31的下端的抵接部36的下方而向轮毂部11侧引出。因此，能够保护将左右的检测电极18与传感器控制单元39连接的配线30不受向方向盘10施加的外力的影响。另外，在采用了本构成的情况下，能够容易地将与各检测电极18连接的配线30向轮毂部11的方向(传感器控制单元39侧)引出。需要说明的是，在本实施方式中，左右的检测电极18作为分体记载，但也可以是以将间隙37设置于方向盘10的下方的方式配置的、无接缝的一体的检测电极18。而且，在该情况下，可以设为从左右的任一检测电极18的端部朝向间隙引出配线30的结构。

此外，在本实施方式的转向装置1中，在导电构件31的上端部侧(另一端部)设置有以与轮缘部12的朝向驾驶位侧的面大致平行的姿势固定于接地构件43的平板状的连接片41。因此，能够容易地将导电构件31的连接片41从方向盘10的正面侧(朝向驾驶位侧的一侧)固定于接地构件43。而且，在本实施方式中，在与接地构件43对置的连接片41形成有朝向上下方向延伸的排水槽44。因此，在由于某些原因而水滴流入固定于接地构件43的连接片41的周围的情况下，能够通过沿上下方向延伸的排水槽44将该水滴向下方顺畅地排出。

另外，在本实施方式的转向装置1中，传感器控制单元39配置在导电构件31的主视观察为大致U字形状的部分的内侧区域。因此，在采用了本构成的情况下，能够缩短传感器控制单元39与检测电极18之间的配线距离，而且能够将导电构件31和传感器控制单元39高效地布局于轮辐部13。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种设计变更。

例如，在上述的实施方式中，导电构件31的与检测电极18抵接的抵接部36(主抵接区域36a及小圆弧区域36b)通过切口部38向表皮构件19的外部露出，但是导电构件31的与检测电极18抵接的抵接部36也可以由表皮构件19从外侧覆盖。在该情况下，从外部看不见导电构件31的与检测电极18抵接的抵接部36，因此外观变得良好，而且通过基于表皮构件19的压入能够抑制导电构件31与检测电极18的抵接部分的接触不良。

Claims (8)

1.一种车辆的转向装置，其特征在于，其具备：

方向盘，其在从轮毂部延伸的轮辐部连结有轮缘部；以及

静电电容式的接触传感器，其基于静电电容的变化来检测驾驶员对所述方向盘的把持，

所述接触传感器具备：

检测电极，其设置于所述轮缘部，感知该轮缘部的静电电容的变化；以及

导电构件，其配置于所述轮辐部中的与驾驶员面对一侧的区域，一端部与所述轮缘部的所述检测电极抵接。

2.根据权利要求1所述的车辆的转向装置，其特征在于，

所述导电构件的另一端部固定于在所述轮毂部设置的接地构件。

3.根据权利要求2所述的车辆的转向装置，其特征在于，

所述导电构件形成为与所述检测电极抵接一侧的区域成为弯曲顶部的大致U字状的主视形状。

4.根据权利要求3所述的车辆的转向装置，其特征在于，

所述导电构件的与所述检测电极抵接的抵接部具有：大致沿着所述轮缘部的内周侧的圆弧的主抵接区域；以及与该主抵接区域相连、直径比所述轮缘部的内周侧的圆弧小的圆弧形状的小圆弧区域。

5.根据权利要求4所述的车辆的转向装置，其特征在于，

所述轮缘部具备覆盖所述检测电极的外侧的表皮构件，

所述表皮构件具有沿着所述主抵接区域和所述小圆弧区域的切口部。

6.根据权利要求4或5所述的车辆的转向装置，其特征在于，

在所述轮辐部配置有所述接触传感器的传感器控制单元，

配置于所述轮辐部的所述导电构件的一端部以抵接状态重叠配置在所述检测电极的上方，

在所述检测电极的与所述导电构件抵接的抵接部设置有朝向所述轮毂部的方向开放的分离部，

在所述分离部，以跨越所述导电构件的所述抵接部的下方的方式配置有将所述传感器控制单元与所述检测电极连接的配线。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的车辆的转向装置，其特征在于，

在所述导电构件的另一端部设置有以与所述轮缘部的朝向驾驶位侧的面大致平行的姿势固定于所述接地构件的连接片，

在所述连接片设置有在所述方向盘处于中立转向位置的状态下沿着成为上下方向的朝向延伸的排水槽。

8.根据权利要求6所述的车辆的转向装置，其特征在于，

所述传感器控制单元配置在所述导电构件的主视观察为大致U字形状的部分的内侧区域。

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