JP2004291736A - Device for determining steering state of driver - Google Patents

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JP2004291736A JP2003084835A JP2003084835A JP2004291736A JP 2004291736 A JP2004291736 A JP 2004291736A JP 2003084835 A JP2003084835 A JP 2003084835A JP 2003084835 A JP2003084835 A JP 2003084835A JP 2004291736 A JP2004291736 A JP 2004291736A
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Satoshi Hiyama
智 樋山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for determining a steering state of a driver by obtaining information about the steering state of the driver. <P>SOLUTION: The device for determining the steering state of the driver comprises at least two pressure sensors provided on a back portion of a vehicular seat and detecting the body pressure of the driver when the driver is seated, and a control unit determining the steering state of the driver on the basis of detected value of the at least two pressure sensors. In one embodiment, the at least two pressure sensors include a first pressure sensor detecting the body pressure in a left side of the driver when the driver is seated, and a second pressure sensor detecting the body pressure in a right side of the driver when the driver is seated. In one embodiment, a difference between the fluctuation range of the detected value of the first pressure sensor and the fluctuation range of the detected value of the second pressure sensor is calculated. If the difference is smaller than a threshold value, the steering state of the driver is determined as two-hand driving, and if the difference is larger than the threshold value, the steering state is determined as one-hand driving. In another embodiment, two-hand/one-hand driving is determined on the basis of the number of peak values of a power spectrum of the detected values of the first and second pressure sensors. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転手の操舵状態を判断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧力センサを用いて、運転手の着座状態を検出する手法が提案されている。例えば、エアバッグを効果的に展開させるために運転手の着座状態を検出する手法は、座席の座部に第１の圧力センサを設け、座席の背部に第２の圧力センサを設ける。該第１および第２の圧力センサの検出値と、シートベルトの引き出し量とに基づいて、運転手の着座状態が正常かどうかを判断する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、運転席の背もたれおよび（または）座部に、圧力センサを備える密閉の空気袋を設け、運転手の居眠り状態を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
さらに、圧力センサを備える密閉された空気袋を、シートベルトや座席に設け、運転手の生体情報を収集する手法がある（例えば、特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２３６２７６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−１８７４５０号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００１−２８６４４８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
車両のハンドルは、両手で操作されるのが好ましい。また、運転手の操舵状態に関する情報を取得することができれば、該情報を車両の様々な制御に用いることができる。
【０００９】
したがって、運転手がハンドルを操作している状態を判断するための装置が必要とされている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の一つの側面によると、運転手の操舵状態を判断する装置は、車両の座席の背部に設けられ、運転手が着座した時に該運転手の体圧を検出する少なくとも２つの圧力センサと、該少なくとも２つの圧力センサの検出値に基づいて、運転手の操舵状態を判断する制御ユニットと、を備える。この発明によると、運転手のハンドル操作に応じた体圧の変化を検出することができるので、運転手の操舵状態を判断することができる。
【００１１】
この発明の一実施形態によると、上記の少なくとも２つの圧力センサは、運転手が着座した時に該運転手の左側の体圧を検出する第１の圧力センサと、運転手が着座した時に該運転手の右側の体圧を検出する第２の圧力センサとを含む。この発明によれば、ハンドルの操作が両手で行われているのか、片手で行われているのかを判断することができる。
【００１２】
この発明の一実施形態においては、第１および第２の圧力センサは、該第１および第２の圧力センサ間の水平方向の距離が運転手の肩幅に適合するように配置される。このような圧力センサの配置により、ハンドルの操作に応じた体圧の変化をより正確に検出することができる。
【００１３】
この発明の一実施形態では、上記の制御ユニットは、さらに、第１の圧力センサの検出値の変動幅を第１の変動幅として算出し、第２の圧力センサの検出値の変動幅を第２の変動幅として算出する。第１の変動幅と第２の変動幅の差が、検出偏差として算出される。検出偏差は、予め設定されたしきい値と比較される。判断回路は、検出偏差がしきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、検出偏差がしきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。この発明では、両手でハンドルを操作している時は、所与の時点での第１および第２の圧力センサの検出値の差が小さく、片手でハンドルを操作している時は、該検出値の差が大きいという特性が利用され、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを、より正確に判断することができる。
【００１４】
この発明の他の側面によると、制御ユニットは、第１の圧力センサの検出値の推移方向および第２の圧力センサの検出値の推移方向を検出する。判断回路は、該検出結果に基づいて、操舵方向を判断する。この発明によれば、圧力センサの検出値から、ハンドルが操作されている方向を求めることができる。
【００１５】
この発明の一実施形態によると、判断回路は、さらに、第１の圧力センサの検出値の変動幅が、第２の圧力センサの検出値の変動幅より大きければ、該第１の圧力センサの検出値の推移方向に基づいて操舵方向を判断する。また、第２の圧力センサの検出値の変動幅が、第１の圧力センサの検出値の変動幅より大きければ、該第２の圧力センサの検出値の推移方向に基づいて操舵方向を判断する。変動幅が大きい方の圧力センサの検出値に基づくことにより、操舵方向をより正確に判断することができる。
【００１６】
この発明の他の実施形態によると、制御ユニットは、さらに、第１の圧力センサの検出値の変動幅を第１の変動幅として算出し、第２の圧力センサの検出値の変動幅を第２の変動幅として算出する。さらに、第１の変動幅の極大値を第１の極大値として検出し、第２の変動幅の極大値を第２の極大値として検出する。第１および第２の極大値の差が、極大値偏差として算出される。極大値偏差は、予め設定されたしきい値と比較される。判断回路は、極大値偏差がしきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、極大値偏差がしきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。この発明では、両手でハンドルを操作している時は、第１および第２の極大値の差が小さく、片手でハンドルを操作している時は、該極大値の差が大きいという特性が利用され、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを、より正確に判断することができる。
【００１７】
この発明のさらに他の実施形態によると、操舵角を検出する舵角センサが設けられる。制御ユニットは、該検出された操舵角に応じて、第１の圧力センサの検出値および第２の圧力センサの検出値の差を推定し、推定偏差として出力する。制御ユニットは、第１の圧力センサの検出値の変動幅を第１の変動幅として算出し、第２の圧力センサの検出値の変動幅を第２の変動幅として算出する。第１の変動幅と第２の変動幅の差が、検出偏差として算出される。検出偏差は、上記推定偏差と比較される。判断回路は、検出偏差が推定偏差より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、検出偏差が推定偏差より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。この発明によれば、操舵角に応じて推定された偏差に対し、実際に検出された第１および第２の圧力センサの圧力偏差が比較される。操舵角に応じて設定される理想的な推定偏差を用いることにより、実際の操舵状態が理想的な操舵状態からどの程度ずれているかを判断することができる。
【００１８】
この発明のさらに他の実施形態によると、制御ユニットは、第１の圧力センサの検出値の周波数に対するパワースペクトルを、第１のパワースペクトルとして算出し、第２の圧力センサの検出値の周波数に対するパワースペクトルを、第２のパワースペクトルとして算出する。第１のパワースペクトルのピーク値が、第１のピーク値として検出され、第２のパワースペクトルのピーク値が、第２のピーク値として検出される。第１のピーク値はしきい値と比較され、しきい値を超えるピーク値が抽出される。第２のピーク値もしきい値と比較され、しきい値を超えるピーク値が抽出される。判断回路は、抽出された第１のピーク値の数および抽出された第２のピーク値の数に基づいて、両手でハンドルを操作している状態にあるのか、または片手でハンドルを操作している状態にあるのかを判断する。この発明では、第１または第２の圧力センサの検出値について、両手でハンドルを操作している時は、しきい値を超えるパワースペクトルのピーク値が１つ現れ、片手でハンドルを操作している時は、しきい値を超えるパワースペクトルのピーク値が複数現れるという特性が利用され、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを、より正確に判断することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に従う、圧力センサの配置を示す図である。図１の（ａ）は、運転手が運転席に着座している状態を側面から見た図であり、図１の（ｂ）は、この状態を背面から見た図である。
【００２０】
運転席の背部１に、第１の圧力センサ３および第２の圧力センサ４が設けられている。第１の圧力センサ３は、着座している運転手の左肩または左肩の少し下の部分の体圧を受けるよう設けられる。第２の圧力センサ４は、着座している運転手の右肩または右肩の少し下の部分の体圧を受けるよう設けられる。第１および第２の圧力センサ３および４は、座席の背部１の内部に埋め込んでもよいし、座席の背部１の表面に設けてもよい。
【００２１】
図２は、この発明の一実施形態に従う、第１の圧力センサ３および第２の圧力センサ４の構成を示す図である。第１および第２の圧力センサ３および４は、同じ構成を有する。圧力センサは、密閉した空気袋５を有しており、該空気袋５は、チューブ６を介して圧力−電気変換器７に接続される。圧力−電気変換器７は、空気袋５内の空気の圧力を電気信号として出力し、該電気信号は、電気コード８を介して端子９に送られる。代替的に、圧力−電気変換器７を空気袋の内部に設けてもよい。空気袋５は、機密性を有する柔軟な金属、ゴム、プラスチック、布、紙などで製作されることができる。
【００２２】
図３は、この発明の一実施形態に従う、第１の圧力センサ３および第２の圧力センサ４に接続される回路の一例である。第１の圧力センサ３からの電気信号は、該第１の圧力センサ３の端子９ａ（図２の端子９に対応する）を介して第１の増幅回路１０ａに渡される。第１の増幅回路１０ａによって増幅された電気信号は、第１のフィルタ１１ａによって高周波のノイズ等が除去される。同様に、第２の圧力センサ４からの電気信号は、該第２の圧力センサの端子９ｂ（図２の端子９に対応する）を介して第２の増幅回路１０ｂに渡される。第２の増幅回路１０ｂによって増幅された電気信号は、第２のフィルタ１１ｂによって高周波のノイズ等が除去される。
【００２３】
第１および第２のフィルタ１１ａおよび１１ｂの出力は、制御ユニット１２に渡される。制御ユニット１２は、第１の圧力センサの検出値および第２の圧力センサの検出値に基づいて、運転手の操舵状態を判断する。
【００２４】
図４は、運転手が両手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ａから出力される第１の圧力センサ３の検出値の波形２１、および第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサ４の検出値の波形２２を示す。ライン２０によって示される出力レベルは、定常値を示す。定常値は、運転手が定常状態で着座している時に（すなわち、通常の姿勢で正面を向いて着座している時に）、第１および第２の圧力センサによって検出される圧力値を示す。以下、圧力センサによって検出された値の該定常値に対する偏差を「変動幅」と呼び、変動幅は絶対値で表される。
【００２５】
この実施例では、第１の圧力センサについての定常値と、第２の圧力センサについての定常値とは同じである。当然ながら、運転手の体型および姿勢等に応じて、左側の体圧と右側の体圧が異なる場合もあるので、第１および第２の圧力センサのそれぞれについての定常値が予め計測されるのが好ましい。
【００２６】
矢印２３によって示されるように、運転手がハンドルを左方向に操作すると、運転手の身体が左側に押されるので、第１の圧力センサ３の検出値は上昇し、第２の圧力センサの検出値は下降する。一方、矢印２４によって示されるように、運転手がハンドルを右方向に操作すると、運転手の身体が右側に押されるので、第１の圧力センサ３の検出値は下降し、第２の圧力センサ４の検出値は上昇する。
【００２７】
このように、両手でハンドルを操作しているとき、所与の時点での第１の圧力センサ３の検出値の変動幅と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅との差が小さいことがわかる。また、第１の圧力センサ３の検出値の変動幅の極大値（参照番号２５により示される）と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅の極大値（参照番号２６により示される）との差が小さいことがわかる。
【００２８】
図５は、運転手が左手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ａから出力される第１の圧力センサ３の検出値の波形２７、および第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサ４の検出値の波形２８を示す。
【００２９】
矢印２９によって示されるように、運転手がハンドルを左方向に操作すると、運転手の身体が左側に押されるので、第１の圧力センサ３の検出値は上昇する。右手がハンドルから離れているので、第２の圧力センサ４の検出値の変化は小さい。一方、矢印３０によって示されるように、運転手がハンドルを右方向に操作すると、運転手の身体が右側に押されるので、第１の圧力センサ３の検出値は下降する。運転手の身体が右側に押されるために第２の圧力センサ４の検出値は上昇するが、右手がハンドルから離れているため、上昇幅が小さい。
【００３０】
このように、運転手が左手でハンドルを操作しているとき、所与の時点での第１の圧力センサ３の検出値の変動幅と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅との差が、図４と比較して大きい。また、第１の圧力センサ３の検出値の変動幅の極大値（参照番号３１によって示される）と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅の極大値（参照番号３２によって示される）との差が、図４と比較して大きい。
【００３１】
図６は、運転手が右手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ａから出力される第１の圧力センサ３の検出値の波形３３、および第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサ４の検出値の波形３４を示す。
【００３２】
矢印３５によって示されるように、運転手がハンドルを右方向に操作すると、運転手の身体が右側に押されるので、第２の圧力センサ４の検出値は上昇する。左手がハンドルから離れているので、第１の圧力センサ３の検出値の変化は小さい。一方、矢印３６によって示されるように、運転手がハンドルを左方向に操作すると、運転手の身体が左側に押されるので、第２の圧力センサ４の検出値は下降する。運転手の身体が左側に押されるために第１の圧力センサ３の検出値は上昇するが、左手がハンドルから離れているため、上昇幅は小さい。
【００３３】
このように、運転手が右手でハンドルを操作しているとき、所与の時点での第１の圧力センサ３の検出値の変動幅と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅との差が、図４と比較して大きい。また、第１の圧力センサ３の検出値の変動幅の極大値（参照番号３７によって示される）と、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅の極大値（参照番号３８によって示される）との差が、図４と比較して大きい。
【００３４】
図７は、この発明の第１の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニット１２の機能ブロック図を示す。機能ブロックは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実現されることができる。
【００３５】
第１の実施形態では、両手でハンドルを操作している時には、所与の時点での第１の圧力センサの変動幅と第２の圧力センサの変動幅との差が小さいが、片手でハンドルを操作している時には、所与の時点での第１の圧力センサの変動幅と第２の圧力センサの変動幅との差が大きいという特性を利用して、ハンドル操作が両手で行われているのか、片手で行われているのかを判断する。
【００３６】
第１および第２のフィルタ１１ａおよび１１ｂから出力された第１および第２の圧力センサ３および４の検出値は、第１および第２のアナログ／デジタル変換器４１ａおよび４１ｂによって、それぞれデジタル値に変換される。
【００３７】
第１の変動幅算出回路４２ａは、第１の圧力センサ３の検出値と、定常値との偏差（以下、第１の変動幅と呼ぶ）を算出する。第２の変動幅算出回路４２ｂは、第２の圧力センサ４の検出値と、定常値との偏差（以下、第２の変動幅と呼ぶ）を算出する。定常値は、たとえば制御ユニット１２に設けられたメモリに記憶されていることができる。
【００３８】
偏差算出回路４３は、第１の変動幅と第２の変動幅との差（検出偏差と呼ぶ）を算出する。検出偏差は、絶対値で表される。比較器４４は、検出偏差と、メモリ４７に予め格納されたしきい値とを比較する。しきい値は、両手でハンドルを操作した時に計測された、第１の変動幅と第２の変動幅との差よりも少し大きめに設定される。図４の例では、しきい値は、たとえば０．５（Ｖ）に設定されることができる。
【００３９】
判断回路４５は、検出偏差がしきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、検出偏差がしきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。後者の場合、判断回路４５は、左手または右手の判断を行うことができる。判断回路４５は、第１の変動幅が第２の変動幅より大きければ、左手でハンドルを操作している状態と判断し、第２の変動幅が第１の変動幅より大きければ、右手でハンドルを操作している状態と判断する。
【００４０】
第１の方向検出回路４６ａは、第１のＡＤ変換器４１ａから出力される第１の圧力センサ３の検出値の推移を監視し、該検出値が上昇しているのか下降しているのかを判断する。第２の方向検出回路４６ｂは、第２のＡＤ変換器４１ｂから出力される第２の圧力センサ４の検出値の推移を監視し、該検出値が上昇しているのか下降しているのかを判断する。
【００４１】
図４から明らかなように、運転手がハンドルを左方向に操作すると、第１の圧力センサ３の検出値は上昇し、第２の圧力センサ４の検出値は下降する。運転手がハンドルを右方向に操作すると、第１の圧力センサ３の検出値は下降し、第２の圧力センサ４の検出値は上昇する。したがって、運転手が両手でハンドルを操作している時は、第１の圧力センサ３または第２の圧力センサ４の検出値のどちらの推移に基づいても、操舵方向を検出することができる。
【００４２】
図５から明らかなように、運転手が左手でハンドルを操作している時は、第２の圧力センサ４の検出値は不安定に推移するので、第１の圧力センサ３の検出値の推移に基づいて操舵方向を検出する。図６から明らかなように、運転手が右手でハンドルを操作している時は、第１の圧力センサ３の検出値は不安定に推移するので、第２の圧力センサ４の検出値の推移に基づいて操舵方向を検出する。
【００４３】
したがって、判断回路４５は、両手でハンドルを操作していると判断した場合には、第１の方向検出回路４６ａの検出結果または第２の方向検出回路４６ｂの検出結果のいずれかに基づいて操舵方向を求める。また、判断回路４５は、左手でハンドルを操作していると判断した場合には、第１の方向検出回路４６ａの検出結果に基づいて操舵方向を求め、右手でハンドルを操作していると判断した場合には、第２の方向検出回路４６ｂの検出結果に基づいて操舵方向を求める。
【００４４】
警報部を設けて、運転手が片手でハンドルを操作している状態が所定時間以上続いた時には、警報を発するようにしてもよい。警報は、たとえば、音声または視覚的な表示により行うことができる。
【００４５】
代替的に、第１の変動幅算出回路４２ａは、所定時間にわたる第１の変動幅の平均値を算出してもよい。平均値の算出には、移動平均法を用いてもよい。同様に、第２の変動幅算出回路４２ｂは、所定時間にわたる第２の変動幅の平均値を算出してもよい。この場合、偏差算出回路４３は、第１の変動幅の平均値と第２の変動幅の平均値との差を検出偏差として算出する。
【００４６】
さらに、代替的に、判断回路４５は、比較器４４の比較結果を、所定時間にわたって保持することができる。保持された複数の比較結果に基づいて、操舵状態を判断することができる。一例として、検出偏差がしきい値より小さいことを示す比較結果のカウントが所定値を超えたならば、両手でハンドルを操作している状態と判断する。検出偏差がしきい値より大きいことを示す比較結果のカウントが所定値を超えたならば、片手でハンドルを操作している状態と判断する。このようなカウントにより、より信頼性のある判定を行うことができる。
【００４７】
図８は、本発明の第２の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニット１２の機能ブロック図である。第２の実施形態では、両手でハンドルを操作している時には、第１の圧力センサの変動幅の極大値と第２の圧力センサの変動幅の極大値との差が小さいが、片手でハンドルを操作している時には、第１の圧力センサの変動幅の極大値と第２の圧力センサの変動幅の極大値との差が大きいという特性を利用して、ハンドル操作が両手で行われているのか、片手で行われているのかを判断する。
【００４８】
図７と異なる点についてのみ説明する。第１の極大値検出回路５１ａは、第１の変動幅の極大値（以下、第１の極大値と呼ぶ）を検出する。第２の極大値検出回路５１ｂは、第２の変動幅の極大値（以下、第２の極大値と呼ぶ）を検出する。
【００４９】
偏差算出回路５２は、第１の極大値と第２の極大値との差（極大値偏差と呼ぶ）を算出する。極大値偏差は、絶対値で表される。比較器５３は、極大値偏差と、メモリ４７に予め格納されたしきい値とを比較する。しきい値は、両手でハンドルを操作した時に計測された、第１の変動幅の極大値と第２の変動幅の極大値との差よりも少し大きめに設定される。図４の例では、しきい値は、たとえば０．５（Ｖ）に設定されることができる。
【００５０】
判断回路５４は、極大値偏差がしきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、極大値偏差がしきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。後者の場合、判断回路５４は、左手または右手の判断を行うことができる。判断回路５４は、第１の極大値が第２の極大値より大きければ、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、第２の極大値が第１の極大値より大きければ、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する。
【００５１】
代替的に、第１の極大値の代わりに、第１の圧力センサ３の検出値の変動幅の極小値を用いてもよい。同様に、第２の極大値の代わりに、第２の圧力センサ４の検出値の変動幅の極小値を用いてもよい。
【００５２】
図９は、本発明の第３の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニット１２の機能ブロック図である。第３の実施形態では、舵角センサにより検出されるハンドルの操舵角を用いる。ここで図４の矢印２３を参照すると、ハンドルが左方向に操作されるにつれ、第１および第２の圧力センサ３および４の検出値が変化する。すなわち、操舵角と、第１および第２の圧力センサの検出値との間には相関性があり、この相関性を利用して、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを判断する。
【００５３】
図７と異なる点についてのみ説明する。メモリ４７には、第１および第２の圧力センサの検出値について、操舵角に対応する第１および第２の推定値が記憶されている。該第１および第２の推定値は、両手でハンドルを操作した時に計測された、第１および第２の圧力センサ３および４の検出値に基づいて設定されることができる。
【００５４】
舵角センサ６１は、ハンドルの操舵角を検出する。偏差推定器６２は、検出された操舵角に対応する第１および第２の推定値をメモリ４７から抽出し、該第１の推定値と第２の推定値との差（推定偏差と呼ぶ）を算出する。
【００５５】
比較器６３は、偏差算出回路４３によって算出された検出偏差と、偏差推定器６２によって算出された推定偏差とを比較する。判断回路６４は、検出偏差が推定偏差より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、検出偏差が推定偏差より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。後者の場合、判断回路６４は、左手または右手の判断を行うことができる。判断回路６４は、第１の変動幅が第２の変動幅より大きければ、左手でハンドルを操作している状態と判断し、第２の変動幅が第１の変動幅より大きければ、右手でハンドルを操作している状態と判断する。
【００５６】
代替的に、偏差推定器６２は、検出された操舵角に基づき、何らかの適切な演算式を用いることで、推定偏差を算出してもよい。
【００５７】
舵角センサ６１により操舵方向を検出することができるので、第１および第２の方向検出回路は設けられていない。
【００５８】
図１０は、運転手が両手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ａから出力される第１の圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す。当然ながら、第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルについても、同様の結果が得られる。
【００５９】
ライン７０は、しきい値のレベルを示しており、この実施例においては０．２（Ｖ）に設定されている。両手でハンドルを操作しているとき、しきい値を超えるピーク値（参照番号７１に示される）が１つ現れることがわかる。
【００６０】
図１１は、運転手が左手でハンドルを操作している状態において、第２のフィルタ１１ｂから出力される第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す。図１２は、運転手が右手でハンドルを操作している状態において、第１のフィルタ１１ｂから出力される第１の圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す。
【００６１】
図１０と同様に、しきい値ライン７０が示されている。図１１において、しきい値を超えるピーク値（参照番号７２〜７４によって示される）が、複数現れることがわかる。また、図１２において、しきい値を超えるピーク値（参照番号７５〜７７によって示される）が、複数現れることがわかる。
【００６２】
したがって、第１または第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルについて、しきい値を超えるピーク値の数が複数ある場合には、片手でハンドルを操作している状態と判断することができる。
【００６３】
図１３は、本発明の第４の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニット１２の機能ブロック図である。第４の実施形態では、図１０を参照して説明した特性を利用して、ハンドル操作が両手で行われているのか、または片手で行われているのかを判断する。
【００６４】
図７と異なる点についてのみ説明する。第１の周波数解析器８１ａは、第１の圧力センサ３の検出値の周波数を、たとえばフーリエ変換を用いて解析し、第１の圧力センサ３の検出値のパワースペクトル（第１のパワースペクトルと呼ぶ）を算出する。第２の周波数解析器８１ｂは、第２の圧力センサ４の検出値の周波数を、たとえばフーリエ変換を用いて解析し、第２の圧力センサ４の検出値のパワースペクトル（第２のパワースペクトルと呼ぶ）を算出する。
【００６５】
第１のピーク値検出回路８２ａは、第１のパワースペクトルのピーク値（以下、第１のピーク値と呼ぶ）を検出する。第２のピーク値検出回路８２ｂは、第２のパワースペクトルのピーク値（以下、第２のピーク値と呼ぶ）を検出する。図１１および図１２に示されるように、ピーク値が複数ある場合には、該複数のピーク値が検出される。
【００６６】
メモリ４７には、しきい値が記憶されている。第１の比較器８３ａは、第１のピーク値としきい値とを比較し、しきい値を超える第１のピーク値を抽出する。第２の比較器８３ｂは、第２のピーク値としきい値とを比較し、しきい値を超える第２のピーク値を抽出する。
【００６７】
ここで、しきい値は、片手でハンドルを操作した時に、第１または第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルにおいて現れる複数のピーク値が、第１の比較器８３ａまたは第２の比較器８３ｂで抽出できるように設定される。図１０〜図１２の例では、前述したように、たとえばライン７０によって表される値（０．２Ｖ）に設定されることができる。
【００６８】
判断回路８４は、抽出された第１のピーク値の数が１つであり、かつ抽出された第２のピーク値の数が１つであるならば、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断する。判断回路８４は、抽出された第１のピーク値の数および抽出された第２のピーク値の数のうち、どちらかが複数ならば、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する。後者の場合、判断回路８４は、左手または右手を判断することができる。判断回路８４は、抽出された第１のピーク値の数が１つであり、かつ抽出された第２のピーク値の数が複数ならば、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断する。また、抽出された第１のピーク値の数が複数であり、かつ抽出された第２のピーク値の数が１つならば、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する。
【００６９】
【発明の効果】
この発明によれば、２つの圧力センサを利用して、運転手の操舵状態を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に従う、圧力センサの配置を示す図。
【図２】この発明の一実施形態に従う、圧力センサの構造を示す図。
【図３】この発明に一実施形態に従う、圧力センサに接続される回路の構成図。
【図４】この発明の一実施形態に従う、運転手が両手でハンドルを操作している時の、第１および第２の圧力センサの検出値の波形を示す図。
【図５】この発明の一実施形態に従う、運転手が左手でハンドルを操作している時の、第１および第２の圧力センサの検出値の波形を示す図。
【図６】この発明の一実施形態に従う、運転手が右手でハンドルを操作している時の、第１および第２の圧力センサの検出値の波形を示す図。
【図７】この発明の第１の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニットの機能ブロック図。
【図８】この発明の第２の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニットの機能ブロック図。
【図９】この発明の第３の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニットの機能ブロック図。
【図１０】この発明の一実施形態に従う、運転手が両手でハンドルを操作している時の、圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す図。
【図１１】この発明の一実施形態に従う、運転手が左手でハンドルを操作している時の、圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す図。
【図１２】この発明の一実施形態に従う、運転手が右手でハンドルを操作している時の、圧力センサの検出値のパワースペクトルを示す図。
【図１３】この発明の第４の実施形態に従う、操舵状態を判断する制御ユニットの機能ブロック図。
【符号の説明】
３ 第１の圧力センサ
４ 第２の圧力センサ
１２ 制御ユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for determining a driver's steering state.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for detecting a driver's seating state using a pressure sensor has been proposed. For example, a technique for detecting a driver's seating state in order to effectively deploy an airbag includes providing a first pressure sensor on a seat portion of a seat and providing a second pressure sensor on a back portion of the seat. It is determined whether the driver's seating state is normal based on the detection values of the first and second pressure sensors and the withdrawal amount of the seat belt (for example, Patent Document 1).
[0003]
Further, a method has been proposed in which a closed air bag provided with a pressure sensor is provided on a backrest and / or a seat portion of a driver's seat to detect a driver's dozing state (for example, Patent Document 2).
[0004]
Furthermore, there is a method in which a sealed air bag provided with a pressure sensor is provided in a seat belt or a seat to collect driver's biological information (for example, Patent Document 3).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-236276
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-2002-187450
[0007]
[Patent Document 3]
JP 2001-286448 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The handle of the vehicle is preferably operated with both hands. In addition, if information on the driver's steering state can be obtained, the information can be used for various controls of the vehicle.
[0009]
Therefore, there is a need for a device for determining whether the driver is operating the steering wheel.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, a device for determining a driver's steering state is provided at a back of a seat of a vehicle, and at least two pressure sensors for detecting a driver's body pressure when the driver is seated. A control unit that determines a driver's steering state based on the detection values of the at least two pressure sensors. According to the present invention, a change in body pressure according to a driver's steering wheel operation can be detected, so that the driver's steering state can be determined.
[0011]
According to one embodiment of the present invention, the at least two pressure sensors include a first pressure sensor that detects body pressure on the left side of the driver when the driver is seated, and a driving pressure sensor that detects the body pressure on the left side of the driver when the driver is seated. A second pressure sensor for detecting body pressure on the right side of the hand. According to the present invention, it is possible to determine whether the operation of the handle is performed with both hands or with one hand.
[0012]
In one embodiment of the present invention, the first and second pressure sensors are arranged such that the horizontal distance between the first and second pressure sensors is adapted to the driver's shoulder width. With such an arrangement of the pressure sensor, a change in body pressure according to the operation of the handle can be detected more accurately.
[0013]
In one embodiment of the present invention, the control unit further calculates a fluctuation width of a detection value of the first pressure sensor as a first fluctuation width, and calculates a fluctuation width of a detection value of the second pressure sensor as a first fluctuation width. It is calculated as a fluctuation range of 2. The difference between the first fluctuation width and the second fluctuation width is calculated as a detection deviation. The detected deviation is compared with a preset threshold value. If the detected deviation is smaller than the threshold value, the driver determines that the driver is operating the steering wheel with both hands.If the detected deviation is larger than the threshold value, the driver operates the steering wheel with one hand. It is determined that there is. According to the present invention, when the steering wheel is operated with both hands, the difference between the detection values of the first and second pressure sensors at a given point in time is small. By utilizing the characteristic that the value difference is large, it is possible to more accurately determine whether the steering wheel operation is performed with both hands or with one hand.
[0014]
According to another aspect of the present invention, the control unit detects a transition direction of the detection value of the first pressure sensor and a transition direction of the detection value of the second pressure sensor. The determination circuit determines the steering direction based on the detection result. According to the present invention, the direction in which the steering wheel is operated can be obtained from the detection value of the pressure sensor.
[0015]
According to one embodiment of the present invention, the determination circuit further includes a step of determining whether the variation in the detection value of the first pressure sensor is greater than the variation in the detection value of the second pressure sensor. The steering direction is determined based on the transition direction of the detected value. If the fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor is larger than the fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor, the steering direction is determined based on the transition direction of the detection value of the second pressure sensor. . The steering direction can be more accurately determined based on the detection value of the pressure sensor having the larger fluctuation range.
[0016]
According to another embodiment of the present invention, the control unit further calculates the variation width of the detection value of the first pressure sensor as the first variation width, and calculates the variation width of the detection value of the second pressure sensor as the first variation width. It is calculated as a fluctuation range of 2. Further, the maximum value of the first fluctuation width is detected as a first maximum value, and the maximum value of the second fluctuation width is detected as a second maximum value. The difference between the first and second maximum values is calculated as a maximum value deviation. The maximum value deviation is compared with a preset threshold value. The judgment circuit judges that the driver is operating the steering wheel with both hands if the maximum value deviation is smaller than the threshold value, and if the maximum value deviation is larger than the threshold value, the driver operates the steering wheel with one hand It is determined that it is in the state. The present invention utilizes the characteristic that the difference between the first and second maximum values is small when the handle is operated with both hands, and the difference between the maximum values is large when the handle is operated with one hand. Thus, it can be more accurately determined whether the steering operation is performed with both hands or with one hand.
[0017]
According to still another embodiment of the present invention, a steering angle sensor for detecting a steering angle is provided. The control unit estimates a difference between the detected value of the first pressure sensor and the detected value of the second pressure sensor according to the detected steering angle, and outputs the difference as an estimated deviation. The control unit calculates a fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor as a first fluctuation width, and calculates a fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor as a second fluctuation width. The difference between the first fluctuation width and the second fluctuation width is calculated as a detection deviation. The detected deviation is compared with the estimated deviation. The determination circuit determines that the driver is operating the steering wheel with both hands if the detected deviation is smaller than the estimated deviation, and that the driver is operating the steering wheel with one hand if the detected deviation is larger than the estimated deviation. Is determined. According to the present invention, the actually detected pressure deviation of the first and second pressure sensors is compared with the deviation estimated according to the steering angle. By using the ideal estimated deviation set according to the steering angle, it is possible to determine how much the actual steering state deviates from the ideal steering state.
[0018]
According to yet another embodiment of the present invention, the control unit calculates a power spectrum for a frequency of a detection value of the first pressure sensor as a first power spectrum, and calculates a power spectrum for a frequency of a detection value of the second pressure sensor. The power spectrum is calculated as a second power spectrum. The peak value of the first power spectrum is detected as a first peak value, and the peak value of the second power spectrum is detected as a second peak value. The first peak value is compared with a threshold value, and a peak value exceeding the threshold value is extracted. The second peak value is also compared with the threshold value, and a peak value exceeding the threshold value is extracted. Based on the number of the extracted first peak values and the number of the extracted second peak values, the determination circuit is in a state of operating the handle with both hands or operating the handle with one hand To determine if it is in a state. According to the present invention, when the steering wheel is operated with both hands, one peak value of the power spectrum exceeding the threshold appears with respect to the detection value of the first or second pressure sensor, and the steering wheel is operated with one hand. Is used, the characteristic that multiple peak values of the power spectrum exceeding the threshold appear appears, and it is more accurate to determine whether the steering wheel operation is performed with both hands or with one hand Can be.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of a pressure sensor according to one embodiment of the present invention. FIG. 1A is a side view of a state in which a driver is sitting in a driver's seat, and FIG. 1B is a view of this state as viewed from the back.
[0020]
A first pressure sensor 3 and a second pressure sensor 4 are provided on the back 1 of the driver's seat. The first pressure sensor 3 is provided to receive the body pressure of the left shoulder of the seated driver or a portion slightly below the left shoulder. The second pressure sensor 4 is provided to receive the body pressure of the right shoulder of the seated driver or a portion slightly below the right shoulder. The first and second pressure sensors 3 and 4 may be embedded inside the back 1 of the seat, or may be provided on the surface of the back 1 of the seat.
[0021]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the first pressure sensor 3 and the second pressure sensor 4 according to one embodiment of the present invention. The first and second pressure sensors 3 and 4 have the same configuration. The pressure sensor has a closed air bladder 5, which is connected via a tube 6 to a pressure-electric converter 7. The pressure-electric converter 7 outputs the pressure of the air in the air bag 5 as an electric signal, and the electric signal is sent to a terminal 9 via an electric cord 8. Alternatively, the pressure-to-electric converter 7 may be provided inside the bladder. The air bag 5 can be made of a confidential flexible metal, rubber, plastic, cloth, paper, or the like.
[0022]
FIG. 3 is an example of a circuit connected to the first pressure sensor 3 and the second pressure sensor 4 according to one embodiment of the present invention. The electric signal from the first pressure sensor 3 is passed to the first amplifier circuit 10a via the terminal 9a (corresponding to the terminal 9 in FIG. 2) of the first pressure sensor 3. From the electric signal amplified by the first amplifier circuit 10a, high-frequency noise and the like are removed by the first filter 11a. Similarly, the electric signal from the second pressure sensor 4 is passed to the second amplifier circuit 10b via the terminal 9b (corresponding to the terminal 9 in FIG. 2) of the second pressure sensor. From the electric signal amplified by the second amplifier circuit 10b, high-frequency noise and the like are removed by the second filter 11b.
[0023]
The outputs of the first and second filters 11a and 11b are passed to the control unit 12. The control unit 12 determines the driver's steering state based on the detection value of the first pressure sensor and the detection value of the second pressure sensor.
[0024]
FIG. 4 shows the waveform 21 of the detection value of the first pressure sensor 3 output from the first filter 11a and the output from the second filter 11b when the driver operates the steering wheel with both hands. 7 shows a waveform 22 of a detection value of the second pressure sensor 4. The output level indicated by line 20 indicates a steady value. The steady value indicates a pressure value detected by the first and second pressure sensors when the driver is seated in a steady state (that is, when the driver is seated facing the front in a normal posture). Hereinafter, the deviation of the value detected by the pressure sensor from the steady value is referred to as “fluctuation width”, and the fluctuation width is represented by an absolute value.
[0025]
In this embodiment, the steady-state value for the first pressure sensor is the same as the steady-state value for the second pressure sensor. Naturally, the left body pressure and the right body pressure may be different depending on the driver's body type and posture, etc., so that the steady values of the first and second pressure sensors are measured in advance. Is preferred.
[0026]
When the driver operates the steering wheel to the left as shown by the arrow 23, the driver's body is pushed to the left, so that the detection value of the first pressure sensor 3 increases and the detection of the second pressure sensor Values fall. On the other hand, as shown by the arrow 24, when the driver operates the steering wheel to the right, the driver's body is pushed rightward, so that the detection value of the first pressure sensor 3 decreases and the second pressure sensor The detected value of 4 increases.
[0027]
As described above, when the steering wheel is operated with both hands, the difference between the fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor 3 at a given time and the fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor 4 is determined. It turns out that it is small. Further, the maximum value of the fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor 3 (indicated by reference numeral 25) and the maximum value of the fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor 4 (indicated by reference numeral 26). It can be seen that the difference from the above is small.
[0028]
FIG. 5 shows a waveform 27 of the detection value of the first pressure sensor 3 output from the first filter 11a and the output from the second filter 11b when the driver operates the steering wheel with the left hand. 7 shows a waveform 28 of a detection value of the second pressure sensor 4.
[0029]
As indicated by the arrow 29, when the driver operates the steering wheel to the left, the driver's body is pushed to the left, and the detection value of the first pressure sensor 3 increases. Since the right hand is away from the steering wheel, the change in the detection value of the second pressure sensor 4 is small. On the other hand, as indicated by the arrow 30, when the driver operates the steering wheel to the right, the driver's body is pushed to the right, and the detection value of the first pressure sensor 3 decreases. The detection value of the second pressure sensor 4 increases because the driver's body is pushed to the right, but the increase width is small because the right hand is away from the steering wheel.
[0030]
As described above, when the driver is operating the steering wheel with the left hand, the variation width of the detection value of the first pressure sensor 3 at a given point in time and the variation width of the detection value of the second pressure sensor 4 Is larger than that of FIG. In addition, the maximum value of the fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor 3 (indicated by reference numeral 31) and the maximum value of the fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor 4 (indicated by reference numeral 32). Is larger than that of FIG.
[0031]
FIG. 6 shows a waveform 33 of a detection value of the first pressure sensor 3 output from the first filter 11a and an output from the second filter 11b when the driver operates the steering wheel with the right hand. 7 shows a waveform 34 of a detection value of the second pressure sensor 4.
[0032]
As shown by the arrow 35, when the driver operates the steering wheel to the right, the driver's body is pushed rightward, and the detection value of the second pressure sensor 4 increases. Since the left hand is away from the steering wheel, the change in the detection value of the first pressure sensor 3 is small. On the other hand, as shown by the arrow 36, when the driver operates the steering wheel to the left, the driver's body is pushed to the left, and the detection value of the second pressure sensor 4 decreases. The detection value of the first pressure sensor 3 rises because the driver's body is pushed to the left, but the rise is small because the left hand is away from the steering wheel.
[0033]
As described above, when the driver is operating the steering wheel with the right hand, the variation width of the detection value of the first pressure sensor 3 at a given time and the variation width of the detection value of the second pressure sensor 4 Is larger than that of FIG. In addition, the maximum value of the fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor 3 (indicated by reference numeral 37) and the maximum value of the fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor 4 (indicated by reference numeral 38). Is larger than that of FIG.
[0034]
FIG. 7 is a functional block diagram of the control unit 12 that determines a steering state according to the first embodiment of the present invention. The functional blocks can be realized by hardware and / or software.
[0035]
In the first embodiment, when the handle is operated with both hands, the difference between the fluctuation width of the first pressure sensor and the fluctuation width of the second pressure sensor at a given point in time is small. Is operated, the steering wheel operation is performed with both hands by utilizing the characteristic that the difference between the fluctuation width of the first pressure sensor and the fluctuation width of the second pressure sensor at a given time is large. Or one-handed.
[0036]
The detection values of the first and second pressure sensors 3 and 4 output from the first and second filters 11a and 11b are converted into digital values by the first and second analog / digital converters 41a and 41b, respectively. Is converted.
[0037]
The first fluctuation width calculation circuit 42a calculates a deviation between the detection value of the first pressure sensor 3 and a steady value (hereinafter, referred to as a first fluctuation width). The second fluctuation range calculation circuit 42b calculates a deviation between a detection value of the second pressure sensor 4 and a steady value (hereinafter, referred to as a second fluctuation range). The steady value can be stored, for example, in a memory provided in the control unit 12.
[0038]
The deviation calculating circuit 43 calculates a difference between the first fluctuation width and the second fluctuation width (referred to as a detection deviation). The detection deviation is represented by an absolute value. The comparator 44 compares the detected deviation with a threshold value stored in the memory 47 in advance. The threshold value is set slightly larger than the difference between the first fluctuation width and the second fluctuation width measured when the steering wheel is operated with both hands. In the example of FIG. 4, the threshold value can be set to, for example, 0.5 (V).
[0039]
The determination circuit 45 determines that the driver is operating the steering wheel with both hands if the detected deviation is smaller than the threshold, and if the detected deviation is larger than the threshold, the driver operates the steering wheel with one hand. Is determined to be in a state. In the latter case, the determination circuit 45 can make a left hand or right hand determination. The determination circuit 45 determines that the steering wheel is being operated with the left hand when the first variation width is larger than the second variation width, and determines with the right hand when the second variation width is greater than the first variation width. It is determined that the steering wheel is being operated.
[0040]
The first direction detection circuit 46a monitors the transition of the detection value of the first pressure sensor 3 output from the first AD converter 41a, and determines whether the detection value is increasing or decreasing. to decide. The second direction detection circuit 46b monitors the transition of the detection value of the second pressure sensor 4 output from the second AD converter 41b, and determines whether the detection value is increasing or decreasing. to decide.
[0041]
As is clear from FIG. 4, when the driver operates the steering wheel to the left, the detection value of the first pressure sensor 3 increases and the detection value of the second pressure sensor 4 decreases. When the driver operates the steering wheel to the right, the detection value of the first pressure sensor 3 decreases and the detection value of the second pressure sensor 4 increases. Therefore, when the driver operates the steering wheel with both hands, the steering direction can be detected based on the transition of the detection value of either the first pressure sensor 3 or the second pressure sensor 4.
[0042]
As is apparent from FIG. 5, when the driver is operating the steering wheel with the left hand, the detection value of the second pressure sensor 4 fluctuates in an unstable manner. The steering direction is detected based on the steering direction. As is clear from FIG. 6, when the driver is operating the steering wheel with the right hand, the detection value of the first pressure sensor 3 changes unstable, so the change of the detection value of the second pressure sensor 4 changes. The steering direction is detected based on the steering direction.
[0043]
Therefore, when the determination circuit 45 determines that the steering wheel is operated with both hands, the steering is performed based on either the detection result of the first direction detection circuit 46a or the detection result of the second direction detection circuit 46b. Find the direction. When determining that the steering wheel is operated with the left hand, the determination circuit 45 determines the steering direction based on the detection result of the first direction detection circuit 46a, and determines that the steering wheel is operated with the right hand. In this case, the steering direction is obtained based on the detection result of the second direction detection circuit 46b.
[0044]
An alarm unit may be provided to issue an alarm when the driver operates the steering wheel with one hand for a predetermined time or more. The alarm can be issued, for example, by audio or visual display.
[0045]
Alternatively, the first fluctuation width calculation circuit 42a may calculate an average value of the first fluctuation width over a predetermined time. The moving average method may be used to calculate the average value. Similarly, the second fluctuation width calculation circuit 42b may calculate an average value of the second fluctuation width over a predetermined time. In this case, the deviation calculation circuit 43 calculates the difference between the average value of the first fluctuation width and the average value of the second fluctuation width as a detection deviation.
[0046]
Further, alternatively, the determination circuit 45 can hold the comparison result of the comparator 44 for a predetermined time. The steering state can be determined based on the plurality of held comparison results. As an example, when the count of the comparison result indicating that the detection deviation is smaller than the threshold value exceeds a predetermined value, it is determined that the steering wheel is being operated with both hands. If the count of the comparison result indicating that the detected deviation is larger than the threshold exceeds a predetermined value, it is determined that the steering wheel is being operated with one hand. With such a count, a more reliable determination can be made.
[0047]
FIG. 8 is a functional block diagram of the control unit 12 that determines a steering state according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, when the handle is operated with both hands, the difference between the maximum value of the variation width of the first pressure sensor and the maximum value of the variation width of the second pressure sensor is small. Is operated, the handle operation is performed with both hands using the characteristic that the difference between the maximum value of the variation width of the first pressure sensor and the maximum value of the variation width of the second pressure sensor is large. Or one-handed.
[0048]
Only differences from FIG. 7 will be described. The first maximum value detection circuit 51a detects a maximum value of a first fluctuation width (hereinafter, referred to as a first maximum value). The second maximum value detection circuit 51b detects a maximum value of the second fluctuation width (hereinafter, referred to as a second maximum value).
[0049]
The deviation calculation circuit 52 calculates a difference between the first maximum value and the second maximum value (referred to as a maximum value deviation). The maximum value deviation is represented by an absolute value. The comparator 53 compares the maximum value deviation with a threshold value stored in the memory 47 in advance. The threshold value is set slightly larger than the difference between the maximum value of the first variation width and the maximum value of the second variation width measured when the steering wheel is operated with both hands. In the example of FIG. 4, the threshold value can be set to, for example, 0.5 (V).
[0050]
The judgment circuit 54 judges that the driver is operating the steering wheel with both hands if the maximum value deviation is smaller than the threshold value, and if the maximum value deviation is larger than the threshold value, the driver turns the steering wheel with one hand. Judge that it is operating. In the latter case, the determination circuit 54 can make a left hand or right hand determination. The determination circuit 54 determines that the driver is operating the steering wheel with the left hand if the first maximum value is larger than the second maximum value, and if the second maximum value is larger than the first maximum value. It is determined that the driver is operating the steering wheel with the right hand.
[0051]
Alternatively, the minimum value of the fluctuation range of the detection value of the first pressure sensor 3 may be used instead of the first maximum value. Similarly, instead of the second maximum value, a minimum value of the fluctuation range of the detection value of the second pressure sensor 4 may be used.
[0052]
FIG. 9 is a functional block diagram of the control unit 12 that determines a steering state according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the steering angle of the steering wheel detected by the steering angle sensor is used. Referring now to the arrow 23 in FIG. 4, the detection values of the first and second pressure sensors 3 and 4 change as the steering wheel is operated to the left. That is, there is a correlation between the steering angle and the detection values of the first and second pressure sensors, and by using this correlation, whether the steering wheel operation is performed with both hands or performed with one hand. Judge whether it is done.
[0053]
Only differences from FIG. 7 will be described. The memory 47 stores first and second estimated values corresponding to the steering angle for the detection values of the first and second pressure sensors. The first and second estimated values can be set based on the detected values of the first and second pressure sensors 3 and 4 measured when the steering wheel is operated with both hands.
[0054]
The steering angle sensor 61 detects a steering angle of the steering wheel. The deviation estimator 62 extracts the first and second estimated values corresponding to the detected steering angle from the memory 47, and calculates a difference between the first estimated value and the second estimated value (referred to as an estimated deviation). Is calculated.
[0055]
The comparator 63 compares the detected deviation calculated by the deviation calculation circuit 43 with the estimated deviation calculated by the deviation estimator 62. The determination circuit 64 determines that the driver is operating the steering wheel with both hands if the detected deviation is smaller than the estimated deviation, and if the detected deviation is larger than the estimated deviation, the driver is operating the steering wheel with one hand. Judge as the state. In the latter case, the decision circuit 64 can make a left hand or right hand decision. The determination circuit 64 determines that the steering wheel is being operated with the left hand when the first variation width is larger than the second variation width, and determines with the right hand when the second variation width is greater than the first variation width. It is determined that the steering wheel is being operated.
[0056]
Alternatively, the deviation estimator 62 may calculate the estimated deviation by using some appropriate arithmetic expression based on the detected steering angle.
[0057]
Since the steering direction can be detected by the steering angle sensor 61, the first and second direction detection circuits are not provided.
[0058]
FIG. 10 shows the power spectrum of the detection value of the first pressure sensor output from the first filter 11a when the driver operates the steering wheel with both hands. Naturally, a similar result is obtained for the power spectrum of the detection value of the second pressure sensor output from the second filter 11b.
[0059]
Line 70 indicates the threshold level, which is set to 0.2 (V) in this embodiment. When operating the steering wheel with both hands, it can be seen that one peak value (indicated by reference numeral 71) exceeding the threshold appears.
[0060]
FIG. 11 shows a power spectrum of the detection value of the second pressure sensor output from the second filter 11b when the driver operates the steering wheel with the left hand. FIG. 12 shows a power spectrum of the detection value of the first pressure sensor output from the first filter 11b when the driver operates the steering wheel with the right hand.
[0061]
As in FIG. 10, a threshold line 70 is shown. In FIG. 11, it can be seen that a plurality of peak values exceeding the threshold value (indicated by reference numerals 72 to 74) appear. In FIG. 12, it can be seen that a plurality of peak values exceeding the threshold value (indicated by reference numerals 75 to 77) appear.
[0062]
Therefore, when there are a plurality of peak values exceeding the threshold value in the power spectrum of the detection value of the first or second pressure sensor, it can be determined that the steering wheel is being operated with one hand.
[0063]
FIG. 13 is a functional block diagram of the control unit 12 that determines a steering state according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, it is determined whether the handle operation is performed with both hands or one hand using the characteristics described with reference to FIG.
[0064]
Only differences from FIG. 7 will be described. The first frequency analyzer 81a analyzes the frequency of the detection value of the first pressure sensor 3 using, for example, Fourier transform, and determines the power spectrum of the detection value of the first pressure sensor 3 (the first power spectrum and the first power spectrum). Call). The second frequency analyzer 81b analyzes the frequency of the detection value of the second pressure sensor 4 using, for example, Fourier transform, and obtains the power spectrum of the detection value of the second pressure sensor 4 (the second power spectrum and the second power spectrum). Call).
[0065]
The first peak value detection circuit 82a detects a peak value of a first power spectrum (hereinafter, referred to as a first peak value). The second peak value detection circuit 82b detects a peak value of the second power spectrum (hereinafter, referred to as a second peak value). As shown in FIGS. 11 and 12, when there are a plurality of peak values, the plurality of peak values are detected.
[0066]
The memory 47 stores a threshold value. The first comparator 83a compares the first peak value with a threshold value and extracts a first peak value exceeding the threshold value. The second comparator 83b compares the second peak value with the threshold value and extracts a second peak value exceeding the threshold value.
[0067]
Here, when the steering wheel is operated with one hand, a plurality of peak values appearing in the power spectrum of the detection value of the first or second pressure sensor are determined by the first comparator 83a or the second comparator. The setting is made so that extraction can be performed at 83b. In the examples of FIGS. 10 to 12, as described above, for example, the value can be set to the value (0.2 V) represented by line 70.
[0068]
If the number of the extracted first peak values is one and the number of the extracted second peak values is one, the determination circuit 84 operates the steering wheel with both hands to operate the steering wheel. It is judged that it is in a state. The determination circuit 84 determines that the driver is operating the steering wheel with one hand if any of the number of the extracted first peak values and the number of the extracted second peak values is more than one. I do. In the latter case, the determination circuit 84 can determine the left hand or the right hand. If the number of the extracted first peak values is one and the number of the extracted second peak values is plural, the determination circuit 84 determines that the driver is operating the steering wheel with the left hand. to decide. If the number of extracted first peak values is plural and the number of extracted second peak values is one, it is determined that the driver is operating the steering wheel with the right hand.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, the driver's steering state can be determined using the two pressure sensors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a pressure sensor according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a circuit connected to a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing waveforms of detection values of first and second pressure sensors when a driver operates a steering wheel with both hands according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing waveforms of detection values of first and second pressure sensors when a driver operates a steering wheel with a left hand according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing waveforms of detection values of first and second pressure sensors when a driver operates a steering wheel with a right hand according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a functional block diagram of a control unit that determines a steering state according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a functional block diagram of a control unit that determines a steering state according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a functional block diagram of a control unit that determines a steering state according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a power spectrum of a detection value of the pressure sensor when the driver operates the steering wheel with both hands according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a power spectrum of a detection value of the pressure sensor when the driver operates the steering wheel with the left hand according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a power spectrum of a detection value of a pressure sensor when a driver operates a steering wheel with a right hand according to one embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a functional block diagram of a control unit that determines a steering state according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
3 First pressure sensor
4 Second pressure sensor
12 control unit

Claims (17)

車両の座席の背部に設けられ、運転手が着座した時に該運転手の体圧を検出する少なくとも２つの圧力センサと、
前記少なくとも２つの圧力センサの検出値に基づいて、運転手の操舵状態を判断する制御ユニットと、
を備える、操舵状態を判断する装置。At least two pressure sensors provided on the back of the seat of the vehicle and detecting the driver's body pressure when the driver is seated;
A control unit that determines a steering state of a driver based on detection values of the at least two pressure sensors;
An apparatus for determining a steering state, comprising: 前記少なくとも２つの圧力センサは、運転手が着座した時に該運転手の左側の体圧を検出する第１の圧力センサと、運転手が着座した時に該運転手の右側の体圧を検出する第２の圧力センサと、を含む、請求項１に記載の操舵状態を判断する装置。The at least two pressure sensors are a first pressure sensor that detects a left body pressure of the driver when the driver is seated, and a second pressure sensor that detects the right body pressure of the driver when the driver is seated. The device for judging a steering state according to claim 1, further comprising: two pressure sensors. 前記第１および第２の圧力センサは、該第１および第２の圧力センサ間の水平方向の距離が、運転手の肩幅に適合するように配置される、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。The steering state according to claim 2, wherein the first and second pressure sensors are arranged so that a horizontal distance between the first and second pressure sensors is adapted to a driver's shoulder width. Device to judge. 前記制御ユニットは、さらに
前記第１の圧力センサの検出値の変動幅を、第１の変動幅として算出する第１の変動幅算出回路と、
前記第２の圧力センサの検出値の変動幅を、第２の変動幅として算出する第２の変動幅算出回路と、
前記第１の変動幅と第２の変動幅の差を、検出偏差として算出する偏差算出回路と、
前記検出偏差を、予め設定されたしきい値と比較する比較器と、
前記検出偏差が前記しきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、前記検出偏差が前記しきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する判断回路と、
を備える、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。The control unit further includes: a first fluctuation width calculation circuit that calculates a fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor as a first fluctuation width;
A second fluctuation width calculation circuit that calculates a fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor as a second fluctuation width;
A deviation calculating circuit that calculates a difference between the first fluctuation width and the second fluctuation width as a detection deviation;
A comparator for comparing the detection deviation with a preset threshold value;
If the detection deviation is smaller than the threshold value, it is determined that the driver is operating the steering wheel with both hands.If the detection deviation is larger than the threshold value, the driver operates the steering wheel with one hand. A determination circuit for determining that the
The device for judging a steering state according to claim 2, comprising: 前記しきい値は、両手でハンドルを操作している時に計測された、前記第１の変動幅と前記第２の変動幅との差に基づいて設定される、請求項４に記載の操舵状態を判断する装置。The steering state according to claim 4, wherein the threshold value is set based on a difference between the first fluctuation width and the second fluctuation width measured when the steering wheel is operated with both hands. Device to judge. 前記判断回路は、前記運転手が片手でハンドルを操作している状態にあると判断した場合において、前記第１の変動幅が前記第２の変動幅より大きければ、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、前記第２の変動幅が前記第１の変動幅より大きければ、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する、請求項４に記載の操舵状態を判断する装置。If the driver determines that the driver is operating the steering wheel with one hand, and if the first variation width is larger than the second variation width, the driver turns the steering wheel with the left hand. The steering state according to claim 4, wherein it is determined that the driver is operating the steering wheel, and if the second fluctuation width is larger than the first fluctuation width, it is determined that the driver is operating the steering wheel with the right hand. Device to judge. 前記制御ユニットは、さらに、
前記第１の圧力センサの検出値の推移方向を検出する第１の方向検出回路と、前記第２の圧力センサの検出値の推移方向を検出する第２の方向検出回路と、を備え、
前記判断回路は、前記第１および第２の検出回路の検出結果に基づいて、操舵方向を判断する、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。The control unit further comprises:
A first direction detection circuit that detects a transition direction of a detection value of the first pressure sensor; and a second direction detection circuit that detects a transition direction of a detection value of the second pressure sensor,
3. The device according to claim 2, wherein the determination circuit determines a steering direction based on detection results of the first and second detection circuits. 前記判断回路は、さらに、
前記第１の圧力センサの検出値の変動幅が、前記第２の圧力センサの検出値の変動幅より大きければ、前記第１の方向検出回路によって検出された推移方向に基づいて操舵方向を判断し、
前記第２の圧力センサの検出値の変動幅が、前記第１の圧力センサの検出値の変動幅より大きければ、前記第２の方向検出回路によって検出された推移方向に基づいて操舵方向を判断する、請求項７に記載の操舵状態を判断する装置。The determination circuit further includes:
If the variation width of the detection value of the first pressure sensor is larger than the variation width of the detection value of the second pressure sensor, the steering direction is determined based on the transition direction detected by the first direction detection circuit. And
If the fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor is larger than the fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor, the steering direction is determined based on the transition direction detected by the second direction detection circuit. The device for judging a steering state according to claim 7, which performs the steering operation. 前記制御ユニットは、さらに、
前記第１の圧力センサの検出値の変動幅を、第１の変動幅として算出する第１の変動幅算出回路と、
前記第２の圧力センサの検出値の変動幅を、第２の変動幅として算出する第２の変動幅算出回路と、
前記第１の変動幅の極大値を、第１の極大値として検出する第１の極大値検出回路と、
前記第２の変動幅の極大値を、第２の極大値として検出する第２の極大値検出回路と、
前記第１の極大値と第２の極大値の差を、極大値偏差として算出する偏差算出回路と、
前記極大値偏差を、予め設定されたしきい値と比較する比較器と、
前記極大値偏差が前記しきい値より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、前記極大値偏差が前記しきい値より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する判断回路と、
を備える、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。The control unit further comprises:
A first fluctuation width calculation circuit that calculates a fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor as a first fluctuation width;
A second fluctuation width calculation circuit that calculates a fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor as a second fluctuation width;
A first maximum value detection circuit that detects the maximum value of the first variation width as a first maximum value;
A second maximum value detection circuit that detects the maximum value of the second fluctuation width as a second maximum value;
A deviation calculation circuit that calculates a difference between the first maximum value and the second maximum value as a maximum value deviation;
A comparator for comparing the maximum value deviation with a preset threshold value;
If the maximum value deviation is smaller than the threshold value, it is determined that the driver is operating the steering wheel with both hands.If the maximum value deviation is larger than the threshold value, the driver operates the steering wheel with one hand. A judgment circuit for judging a state of
The device for judging a steering state according to claim 2, comprising: 前記しきい値は、両手でハンドルを操作している時に計測された、前記第１の極大値と前記第２の極大値との差に基づいて設定される、請求項９に記載の操舵状態を判断する装置。The steering state according to claim 9, wherein the threshold value is set based on a difference between the first maximum value and the second maximum value measured when the steering wheel is operated with both hands. Device to judge. 前記判断回路は、前記運転手が片手でハンドルを操作している状態にあると判断した場合において、前記第１の極大値が前記第２の極大値より大きければ、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、前記第２の極大値が前記第１の極大値より大きければ、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する、請求項９に記載の操舵状態を判断する装置。When the driver determines that the driver is operating the steering wheel with one hand and the first local maximum value is larger than the second local maximum value, the driver turns the steering wheel with the left hand. The steering state according to claim 9, wherein it is determined that the driver is operating the steering wheel, and if the second maximum value is larger than the first maximum value, it is determined that the driver is operating the steering wheel with the right hand. Device to judge. 操舵角を検出する舵角センサをさらに備え、
前記制御ユニットは、さらに、
前記検出された操舵角に応じて、前記第１の圧力センサの検出値および第２の圧力センサの検出値の差を推定し、推定偏差として出力する推定器と、
前記第１の圧力センサの検出値の変動幅を、第１の変動幅として算出する第１の変動幅算出回路と、
前記第２の圧力センサの検出値の変動幅を、第２の変動幅として算出する第２の変動幅算出回路と、
前記第１の変動幅と第２の変動幅の差を、検出偏差として算出する偏差算出回路と、
前記検出偏差を、前記推定偏差と比較する比較器と、
前記検出偏差が前記推定偏差より小さければ、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、前記検出偏差が前記推定偏差より大きければ、運転手が片手でハンドルを操作している状態と判断する判断回路と、
を備える、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。A steering angle sensor for detecting a steering angle;
The control unit further comprises:
An estimator that estimates a difference between a detection value of the first pressure sensor and a detection value of the second pressure sensor according to the detected steering angle, and outputs the difference as an estimated deviation;
A first fluctuation width calculation circuit that calculates a fluctuation width of the detection value of the first pressure sensor as a first fluctuation width;
A second fluctuation width calculation circuit that calculates a fluctuation width of the detection value of the second pressure sensor as a second fluctuation width;
A deviation calculating circuit that calculates a difference between the first fluctuation width and the second fluctuation width as a detection deviation;
A comparator that compares the detected deviation with the estimated deviation;
If the detected deviation is smaller than the estimated deviation, it is determined that the driver is operating the steering wheel with both hands.If the detected deviation is larger than the estimated deviation, the driver is operating the steering wheel with one hand. A judgment circuit for judging that
The device for judging a steering state according to claim 2, comprising: 前記制御ユニットは、さらに、
両手でハンドルを操作している時の前記第１の圧力センサの検出値について、操舵角に対応する推定値を第１の推定値として記憶し、両手でハンドルを操作している時の前記第２の圧力センサの検出値について、操舵角に対応する推定値を第２の推定値として記憶するメモリをさらに備え、
前記推定器は、前記舵角センサによって検出された操舵角に対応する第１の推定値および第２の推定値を前記メモリから抽出し、該抽出された第１の推定値と第２の推定値との差を、前記推定偏差として算出する、請求項１２に記載の操舵状態を判断する装置。The control unit further comprises:
For the detection value of the first pressure sensor when the steering wheel is operated with both hands, an estimated value corresponding to a steering angle is stored as a first estimated value, and the detected value when the steering wheel is operated with both hands is stored. A memory for storing an estimated value corresponding to the steering angle as a second estimated value for the detection value of the second pressure sensor;
The estimator extracts a first estimated value and a second estimated value corresponding to a steering angle detected by the steering angle sensor from the memory, and extracts the extracted first estimated value and a second estimated value. The apparatus for determining a steering state according to claim 12, wherein a difference from the value is calculated as the estimated deviation. 前記判断回路は、前記運転手が片手でハンドルを操作している状態にあると判断した場合において、前記第１の変動幅が前記第２の変動幅より大きければ、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、前記第２の変動幅が前記第１の変動幅より大きければ、運転手が右手でハンドルを操作している状態と判断する、請求項１２に記載の操舵状態を判断する装置。If the driver determines that the driver is operating the steering wheel with one hand, and if the first variation width is larger than the second variation width, the driver turns the steering wheel with the left hand. The steering state according to claim 12, wherein it is determined that the driver is operating the steering wheel, and if the second fluctuation width is larger than the first fluctuation width, it is determined that the driver is operating the steering wheel with the right hand. Device to judge. 前記制御ユニットは、さらに、
前記第１の圧力センサの検出値の周波数に対するパワースペクトルを、第１のパワースペクトルとして算出する第１の周波数解析器と、
前記第２の圧力センサの検出値の周波数に対するパワースペクトルを、第２のパワースペクトルとして算出する第２の周波数解析器と、
前記第１のパワースペクトルのピーク値を、第１のピーク値として検出する第１のピーク値検出回路と、
前記第２のパワースペクトルのピーク値を、第２のピーク値として検出する第２のピーク値検出回路と、
前記第１のピーク値を、予め設定されたしきい値と比較し、該しきい値を超える第１のピーク値を抽出する第１の比較器と、
前記第２のピーク値を、予め設定されたしきい値と比較し、該しきい値を超える第２のピーク値を抽出する第２の比較器と、
前記第１の比較器で抽出された第１のピーク値の数および前記第２の比較器で抽出された第２のピーク値の数に基づいて、運転手が両手でハンドルを操作している状態にあるのか、または片手でハンドルを操作している状態にあるのかを判断する判断回路と、
を備える、請求項２に記載の操舵状態を判断する装置。The control unit further comprises:
A first frequency analyzer for calculating a power spectrum for a frequency of a detection value of the first pressure sensor as a first power spectrum;
A second frequency analyzer that calculates a power spectrum for a frequency of a detection value of the second pressure sensor as a second power spectrum;
A first peak value detection circuit that detects a peak value of the first power spectrum as a first peak value;
A second peak value detection circuit that detects a peak value of the second power spectrum as a second peak value;
A first comparator for comparing the first peak value with a preset threshold value and extracting a first peak value exceeding the threshold value;
A second comparator for comparing the second peak value with a preset threshold value and extracting a second peak value exceeding the threshold value;
The driver operates the steering wheel with both hands based on the number of first peak values extracted by the first comparator and the number of second peak values extracted by the second comparator. A determination circuit for determining whether the steering wheel is in a state or a state in which the steering wheel is being operated with one hand;
The device for judging a steering state according to claim 2, comprising: 前記判断回路は、前記抽出された第１のピーク値の数が１つであり、かつ前記抽出された第２のピーク値の数が１つであるならば、運転手が両手でハンドルを操作している状態と判断し、
前記抽出された第１のピーク値の数が１つであり、前記抽出された第２のピーク値の数が複数ならば、運転手が左手でハンドルを操作している状態と判断し、
前記抽出された第１のピーク値の数が複数であり、前記抽出された第２のピーク値の数が１つならば、運転手が右でハンドルを操作している状態と判断する、請求項１５に記載の操舵状態を判断する装置。When the number of the extracted first peak values is one and the number of the extracted second peak values is one, the driver operates the steering wheel with both hands. Judge that
If the number of the extracted first peak values is one and the number of the extracted second peak values is plural, it is determined that the driver is operating the steering wheel with the left hand,
If the number of the extracted first peak values is plural and the number of the extracted second peak values is one, it is determined that the driver is operating the steering wheel on the right. Item 16. An apparatus for judging a steering state according to Item 15. 前記しきい値は、片手でハンドルを操作している時に、前記第１の圧力センサまたは前記第２の圧力センサの検出値のパワースペクトルに現れる複数のピーク値を、前記第１の比較器または第２の比較器で抽出可能なように設定される、請求項１５に記載の操舵状態を判断する装置。The threshold value is a plurality of peak values appearing in a power spectrum of a detection value of the first pressure sensor or the second pressure sensor when the steering wheel is operated with one hand, the first comparator or The apparatus for determining a steering state according to claim 15, wherein the apparatus is set so as to be able to be extracted by the second comparator.
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