JP2017030718A - 操作入力検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作入力部に対して異物が付着した状況下においても高精度な操作入力検知を行うことのできる操作入力検知装置を提供すること。【解決手段】操作入力検知装置としてのエンブレムスイッチは、車両表面を構成するバックドアの外表面に設けられた操作入力部としてのエンブレムと、このエンブレムの内側に設けられた静電容量センサと、を備える。また、エンブレムスイッチは、エンブレムに対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、そのエンブレムに対する操作入力を検知する操作入力検知部としてのドアＥＣＵを備える。そして、このドアＥＣＵは、センサ出力Ｓ１の加速度γの絶対値が所定の閾値ｔｈ１を超えることを条件として（｜γ｜＞ｔｈ１）、そのエンブレムに対してタッチ操作入力が行われたものと判定する異物付着時検知判定部として機能する。【選択図】図１２

Description

本発明は、操作入力検知装置に関するものである。

従来、車両表面に設けられた操作入力部に対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、その操作入力部に対する操作入力の検知を行う操作入力検知装置がある。例えば、特許文献１には、車両のドアハンドルに近接する利用者の手を検知することにより、非接触にて、そのドアの施解錠を行うことが可能な構成が開示されている。また、車両の外表面には、例えば、泥や融雪剤等、静電容量センサによる検出対象物の近接検出を阻害するような異物が付着しやすいという問題がある。この点を踏まえ、例えば、特許文献２には、静電容量センサを構成するセンサ電極の下方に、当該センサ電極の周囲を取り囲むように「はみ出す」シールド電極膜を配置する構成が開示されている。そして、これにより、上記のような異物の付着による感度検出の低下を抑えて、高い環境適応性能を確保することができる。

特許第５１０６５３３号公報 特開２０１０−２８６３１４号公報

しかしながら、開閉体の動作を伴う操作入力の検知においては、その検出感度もさることながら誤検知の抑制が重視される。即ち、近接検出の感度は低くとも、その操作入力部に対する操作入力を精度よく検知できることが望まれる。そして、上記の従来技術は、必ずしも、その操作入力部に対して異物が付着した状況下における高精度な入力検知を担保するものであるとはいえないことから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、操作入力部に対して異物が付着した状況下においても高精度な操作入力検知を行うことのできる操作入力検知装置を提供することにある。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、車両表面に設けられた操作入力部に対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、前記操作入力部に対する操作入力を検知する操作入力検知部を備え、前記操作入力検知部は、前記センサ出力の加速度の絶対値が所定の閾値を超えることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定する異物付着時検知判定部を備えることが好ましい。

即ち、異物が付着した状態の操作入力部に対して操作入力を行った場合、静電容量センサのセンサ出力は、その検出対象となる利用者の手（若しくはその延長物）が操作入力部に接触するまで、ほとんど変化しない。そして、その利用者の手が操作入力部に接触した瞬間、即ちタッチ操作入力の発生と同時に、急速に立ち上がるという特徴がある。従って、上記構成のように、そのセンサ出力の立ち上がりを示す当該センサ出力の加速度（の絶対値）を監視することにより、異物付着時におけるタッチ操作入力の発生を推定することができる。更に、例えば、操作入力部に対して異物が厚く付着している場合等、センサ出力の変化が小さくなるような状況下においても、そのタッチ操作入力の発生によるセンサ出力の立ち上がりを検知することができる。そして、これにより、精度よく、その操作入力検知を行うことができる。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記異物付着時検知判定部は、前記センサ出力の加速度の絶対値が前記所定の閾値を超えた後、該センサ出力の加速度の絶対値が第２の閾値以下に低下することを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定することが好ましい。

即ち、静電容量センサのセンサ出力は、操作入力を行うべく操作入力部に接触した利用者の手が、静止状態となることにより、略一定の値となる。そして、これにより、そのセンサ出力の加速度（の絶対値）もまた、略ゼロに等しい値まで低下する。従って、上記構成によれば、そのタッチ操作入力が維持されているものと推定することができる。その結果、エンブレムに異物が付着した状況下においても、より精度よく、その操作入力検知を行うことができる。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記異物付着時検知判定部は、前記第２の閾値以下に低下した前記センサ出力の加速度の絶対値が、所定時間以上、前記第２の閾値以下に低下した状態にあることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定することが好ましい。

上記構成によれば、操作入力部に異物が付着した状況下においても、より精度よく、その操作入力検知を行うことができる。
上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記静電容量センサは、離間して設けられた第１及び第２のセンサ電極を備え、前記操作入力検知部には、前記第１のセンサ電極に対して前記検出対象物が接離することにより変化する第１のセンサ出力、及び前記第２のセンサ電極に対して前記検出対象物が接離することにより変化する第２のセンサ出力が入力されるものであって、前記異物付着時検知判定部は、前記センサ出力の加速度の絶対値が所定の閾値を超えた場合において、前記第１のセンサ出力と前記第２のセンサ出力との比が前記第１及び第２のセンサ電極間の面積比に依存することを示す所定範囲内にあることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定することが好ましい。

即ち、操作入力部に異物が付着した状態におけるタッチ操作入力の発生時、両センサ出力間の「比」は、その異物が形成する抵抗性導電膜の影響により、両センサ電極間の面積比に依存した値で略一定となる。従って、上記構成によれば、操作入力部に異物が付着した状況下においても、より精度よく、その操作入力検知を行うことができる。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記操作入力検知部は、前記異物付着時検知判定部による前記操作入力の検知を、前記センサ出力の加速度の絶対値が所定の閾値を超えた時点から所定の制限時間内に制限する制限時間設定部を備えることが好ましい。

上記構成によれば、操作入力の検知時間を制限することで、誤検知の可能性を低減することができる。そして、これにより、その操作入力検知の信頼性を向上させることができる。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、車両表面に設けられた操作入力部に対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、前記操作入力部に対する操作入力を検知する操作入力検知部を備え、前記操作入力検知部は、前記センサ出力の変化速度が所定の閾値を超えることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定する異物付着時検知判定部を備えることが好ましい。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記異物付着時検知判定部は、前記センサ出力の変化速度が前記所定の閾値を超えた後、該変化速度が所定範囲内に低下することを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定することが好ましい。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記異物付着時検知判定部は、前記所定範囲内に低下した前記センサ出力の変化速度が、所定時間以上、前記所定範囲内にあることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定することが好ましい。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記静電容量センサは、離間して設けられた第１及び第２のセンサ電極を備え、前記操作入力検知部には、前記第１のセンサ電極に対して前記検出対象物が接離することにより変化する第１のセンサ出力、及び前記第２のセンサ電極に対して前記検出対象物が接離することにより変化する第２のセンサ出力が入力されるものであって、前記異物付着時検知判定部は、前記センサ出力の変化速度が所定の閾値を超えた場合において、前記第１のセンサ出力と前記第２のセンサ出力との比が前記第１及び第２のセンサ電極間の面積比に依存することを示す所定範囲内にあることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定することが好ましい。

上記課題を解決する操作入力検知装置は、前記操作入力検知部は、前記異物付着時検知判定部による前記操作入力の検知を、前記センサ出力の変化速度が所定の閾値を超えた時点から所定の制限時間内に制限する制限時間設定部を備えることが好ましい。

本発明によれば、操作入力部に対して異物が付着した状況下においても高精度な操作入力検知を行うことができる。

車両のバックドアに設けられたエンブレムスイッチの概略構成図。 エンブレムスイッチを用いたバックドアの開駆動制御の処理手順を示すフローチャート。 エンブレム内に設けられた静電容量センサを構成する各センサ電極の配置を示す平面図。 近接操作入力検知判定の処理手順を示すフローチャート。 通常時、近接操作入力を行った場合における各センサ出力の波形図。 静電容量センサを構成する各センサ電極と操作入力を行う利用者の手との位置関係を示す説明図。 （ａ）は、操作入力を意図しない検出対象物Ｘ´がエンブレム４に近接した状態の説明図、（ｂ）は、エンブレム４に異物が付着した状態の説明図。 異物付着時、タッチ操作入力を行った場合における各センサ出力の波形図。 異物付着時、タッチ操作入力を行った場合におけるセンサ出力の変化速度を示す波形図。 第１の実施形態における異物付着時検知判定の処理手順を示すフローチャート。 異物付着時、タッチ操作入力を行った場合におけるセンサ出力間の比を示す波形図。 第２の実施形態における異物付着時検知判定の処理手順を示すフローチャート。

［第１の実施形態］
以下、操作入力検知装置に関する第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両１の後端に形成されたドア開口部２には、その上端部を回動中心として開閉動作する所謂跳ね上げ式のバックドア３が設けられている。また、このバックドア３の外表面３ｓには、車両１のエンブレム４が設けられている。そして、この車両１においては、そのエンブレム４が、バックドア３を開動作させるための操作入力部となっている。

詳述すると、本実施形態では、エンブレム４の内側には、静電容量センサ５が設けられている。また、この静電容量センサ５のセンサ出力Ｓは、ドアＥＣＵ１０に入力されるようになっている。そして、本実施形態の車両１では、これにより、このドアＥＣＵ１０が、その操作入力部を構成するエンブレム４に対する操作入力を検知する操作入力検知部として機能する構成になっている。

即ち、静電容量センサ５のセンサ出力Ｓは、そのエンブレム４に対して検出対象物が接離することにより変化する。また、ドアＥＣＵ１０は、この静電容量センサ５のセンサ出力Ｓに基づいて、例えば、エンブレム４に対する近接操作入力（例えば、所謂「手かざし操作」等）を検知する。そして、本実施形態の車両１においては、これにより、操作入力検知装置としてのエンブレムスイッチ２０が形成されている。

さらに詳述すると、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、エンブレム４に対する操作入力を検知した場合には、例えば、所謂電子キー等のセキュリティ要件を満たすことを条件として、そのバックドア３に設けられたロック装置３０を開動作させる。また、本実施形態の車両１には、図示しないモータを駆動源とするパワーバックドア装置（ＰＢＤ）４０が設けられている。そして、ドアＥＣＵ１０は、このパワーバックドア装置４０の作動を制御することにより、バックドア３を開作動させる構成になっている。

具体的には、図２のフローチャートに示すように、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、バックドアが全閉状態にあり（ステップ１０１：ＹＥＳ）、且つパワーバックドア装置４０が停止中である場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）に、そのエンブレム４に対する操作入力の検知判定を実行する（ステップ１０３）。そして、そのエンブレム４に対する操作入力を検知した場合に（ステップ１０４：ＹＥＳ）、バックドア３の開駆動制御を実行する構成になっている（ステップ１０５）。

（静電容量センサ及び近接操作入力の検知判定）
次に、本実施形態のエンブレムスイッチ２０を構成する静電容量センサ５、及びその操作入力部としてのエンブレム４に対する近接操作入力の検知判定について説明する。

図３に示すように、本実施形態のエンブレム４は、バックドア３の外表面３ｓから突出する意匠部４ａの輪郭が、上下方向に扁平した略楕円状となるような外形を有している。また、静電容量センサ５は、このエンブレム４の意匠部４ａと同じく略楕円状に形成された支持基板５１を有している。そして、本実施形態の静電容量センサ５は、この支持基板５１上に設けられた複数のセンサ電極５２を有している。

具体的には、本実施形態の静電容量センサ５において、その支持基板５１の中央部分に設けられたドライブ電極５３の上側となる位置には、第１センサ電極５２ａが設けられている。本実施形態では、この第１センサ電極５２ａは、上下方向に扁平した略楕円状の外形を有している。また、ドライブ電極５３の下側となる位置には、支持基板５１の下縁部に沿って延びる略円弧状の第２センサ電極５２ｂが設けられている。そして、第１センサ電極５２ａの上側となる位置には、支持基板５１の上縁部に沿って延びる略円弧状の第３センサ電極５２ｃが設けられている。

即ち、本実施形態の静電容量センサ５は、これら互いに離間して設けられた各センサ電極５２（５２ａ〜５２ｃ）が、それぞれ、その操作入力部に設定されたエンブレム４の近傍に位置する検出対象物（導体）との間に独立した検出チャンネル（コンデンサ）ＣＨ１〜ＣＨ３を形成する。また、本実施形態のエンブレムスイッチ２０において、操作入力検知部を構成するドアＥＣＵ１０には、そのエンブレム４に対して検出対象物が接離することにより変化する各検出チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３の静電容量を示す静電容量センサ５のセンサ出力Ｓ１〜Ｓ３が入力される（図１参照）。そして、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、これら静電容量センサ５のセンサ出力Ｓに基づいて、そのエンブレム４を操作入力部とした利用者の操作入力を検知する構成になっている。

詳述すると、図４のフローチャートに示すように、近接検知入力部としてのドアＥＣＵ１０は、第１センサ電極５２ａが形成する第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１を第２センサ電極５２ｂが形成する第２検出チャンネルＣＨ２のセンサ出力Ｓ２で除した値「Ｓ１／Ｓ２」が所定の閾値α０よりも大きいか否かを判定する（ステップ１０１）。次に、ドアＥＣＵ１０は、そのセンサ出力Ｓ１をセンサ出力Ｓ２で除した値「Ｓ１／Ｓ２」が所定の閾値よりも大きい場合（Ｓ１／Ｓ２＞α０、ステップ１０１：ＹＥＳ）、この状態が所定時間ｔ０以上、継続しているか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、ドアＥＣＵ１０は、このセンサ出力Ｓ１をセンサ出力Ｓ２で除した値「Ｓ１／Ｓ２」が所定の閾値よりも大きい状態が、所定時間ｔ０以上、継続している場合（ｔ≧ｔ０、ステップ１０２：ＹＥＳ）に、そのエンブレム４に対して操作入力が行われたものと判定する構成になっている（ステップ１０３）。

即ち、図５及び図６に示すように、静電容量センサ５の各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３は、その操作入力を行う利用者の手６０がエンブレム４に近接することにより増大する。そして、本実施形態のエンブレムスイッチ２０は、このとき、その検出対象物Ｘとなる利用者の手６０と各検出チャンネルＣＨ１〜ＣＨ３を形成する各センサ電極５２（５２ａ〜５２ｃ）との間の距離差に基づいて、これら各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３の増加率に乖離が生ずる構成になっている。

具体的には、図６に示すように、本実施形態のエンブレムスイッチ２０は、バックドア３上におけるエンブレム４の配置及びそのエンブレム４の意匠形状に基づいて、操作入力を行う利用者の手６０が、その内側に第１センサ電極５２ａが配置されたエンブレム４の上側部分に向かって伸びるような設計となっている。つまり、このとき、その利用者の手６０と第１センサ電極５２ａとの間隔Ｄ１は、エンブレム４の下端部分に設けられた第２センサ電極５２ｂとの間隔Ｄ２よりも近くなっている（Ｄ１＜Ｄ２）。そして、これにより、その第１センサ電極５２ａが形成する第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１の増加率と第２センサ電極５２ｂが形成する第２検出チャンネルＣＨ２のセンサ出力Ｓ２の増加率との間に乖離が生ずることになる。

これに対し、図７（ａ）に示すように、例えば、バックドア３に対して人がもたれ掛かった場合等、操作入力を意図しない検出対象物Ｘ´がエンブレム４に近接した状況においては、第１センサ電極５２ａと検出対象物Ｘ´との間隔Ｄ１と当該検出対象物Ｘ´と第２センサ電極５２ｂとの間隔Ｄ２との間に、大きな距離差は発生しない（Ｄ１≒Ｄ２）。このため、第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１の増加率と第２センサ電極５２ｂが形成する第２検出チャンネルＣＨ２のセンサ出力Ｓ２の増加率との間についてもまた、大きな乖離は生じない。

本実施形態のドアＥＣＵ１０は、このような操作入力部としてのエンブレム４に対して検出対象物Ｘ（Ｘ´）が近接することにより生ずる各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３の増大、及びこれらの各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３間に生ずる乖離の傾向を、上記のような「比」のかたちで把握する。

即ち、上記近接操作入力の検知判定に用いられる第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１を第２検出チャンネルＣＨ２のセンサ出力Ｓ２で除した値「Ｓ１／Ｓ２」は（図４参照、ステップ２０１）は、これら両センサ出力の増加率に乖離が生ずることにより増加する。本実施形態のドアＥＣＵ１０は、これを利用して、第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１を第２検出チャンネルＣＨ２のセンサ出力Ｓ２で除した値「Ｓ１／Ｓ２」が所定の閾値α０よりも大きいか否かを判定することにより、そのセンサ出力Ｓ１の増加率とセンサ出力Ｓ２の増加率との間の乖離が増大しているか否かを判定する。そして、本実施形態のエンブレムスイッチ２０は、これにより、誤検知の発生を抑えて、精度よく、その近接操作入力の発生を検知することが可能になっている。

（異物付着時におけるタッチ操作入力の検知判定）
次に、本実施形態のドアＥＣＵ１０が実行する異物付着時におけるタッチ操作入力の検知判定について説明する。

図７（ｂ）に示すように、エンブレム４の外表面を構成する意匠部４ａに対して泥や融雪剤等のような異物７０が付着した場合、その異物７０が形成する抵抗性導電膜の影響により、静電容量センサ５の感度が低下する。そのため、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、このような場合には、その利用者によるタッチ操作入力、即ちエンブレム４に対する直接的な接触による操作入力が行われた否かを判定する。

詳述すると、図８に示すように、意匠部４ａに異物７０が付着することにより感度が低下した状態のエンブレム４に対して操作入力を行った場合、各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３は、その検出対象物Ｘとなる利用者の手６０が意匠部４ａに接触するまで、ほとんど変化しない。そして、その利用者の手６０がエンブレム４の意匠部４ａに接触した瞬間、即ちタッチ操作入力の発生と同時に、急速に立ち上がるという特徴がある。

図９に示すように、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、この点を踏まえ、静電容量センサ５のセンサ出力Ｓ（Ｓ１）について、その立ち上がりを示す変化速度（ΔＳ１）を監視する。具体的には、異物付着時検知判定部としてのドアＥＣＵ１０は、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が所定の閾値β０を超えた場合に、エンブレム４の意匠部４ａに対して異物７０が付着した状態におけるタッチ操作入力が行われたものと推定する。そして、これをトリガとして、その異物付着時におけるタッチ操作入力の検知判定を実行する構成になっている。

さらに詳述すると、静電容量センサ５の各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３は、操作入力を行うべくエンブレム４（の意匠部４ａ）に接触した利用者の手６０が、静止状態となることにより、略一定の値となる。また、これにより、そのセンサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１も略ゼロに等しい値まで低下する。そして、この値は、そのタッチ操作入力が継続する間、維持されることになる。

本実施形態のドアＥＣＵ１０は、このようなタッチ操作入力を行うことにより生ずる各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３の変化を監視する。具体的には、ドアＥＣＵ１０は、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が閾値β０を超えた後、その変化速度ΔＳ１が、下限値β１から上限値β２までの所定範囲内に低下するか否かを判定する。また、ドアＥＣＵ１０は、その下限値β１から上限値β２までの所定範囲内に低下したセンサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が、所定時間ｔ１以上、この所定範囲内に留まっているか否かを判定する。そして、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、これらの条件を満たす場合に、その操作入力部としてのエンブレム４に対して操作入力が行われたものと判定する。

次に、本実施形態のドアＥＣＵ１０が実行する異物付着時におけるタッチ操作入力検知判定の処理手順について説明する。
図１０のフローチャートに示すように、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、先ず、その異物付着時におけるタッチ操作入力の検知判定（異物付着時検知判定）が、既に実行中であるか否かを判定する（ステップ３０１）。また、ドアＥＣＵ１０は、このステップ３０１において異物付着時検知判定が実行されていないと判定した場合（ステップ３０１：ＮＯ）には、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が所定の閾値β０を超えたか否かを判定する（ステップ３０２）。そして、そのセンサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が所定の閾値β０を超えたと判定した場合（ステップ３０２：ＹＥＳ）には、異物付着時検知判定の実行中であることを示す検知判定フラグをセットし、及びその経過時間Ｔを測定するためのタイマをセットする（Ｔ＝０、ステップ３０３）。

尚、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３０１において、既に異物付着時検知判定の実行中であると判定した場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、ステップ３０２及びステップ３０３の処理を実行しない。そして、上記ステップ３０２において、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が所定の閾値β０を超えていないと判定した場合（ステップ３０２：ＮＯ）には、ステップ３０３以降の各処理を実行しない。

次に、ドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３０３における検知判定フラグのセットにより開始した異物付着時検知判定の経過時間Ｔが所定の制限時間Ｔ１内にあるか否かを判定する（タイムオーバー判定、ステップ３０４）。そして、その異物付着時検知判定の経過時間Ｔが制限時間Ｔ１内であると判定した場合（ステップ３０４：ＹＥＳ）には、上記ステップ３０２において閾値β０を超えたと判定されたセンサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が、その後、下限値β１から上限値β２までの所定範囲内に低下しているか否かを判定する（ステップ３０５）。

また、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、第３検出チャンネルＣＨ３のセンサ出力Ｓ３を第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１で除した値「Ｓ３／Ｓ１」が、下限値α１から上限値α２までの所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップ３０６）。

即ち、図８及び図１１に示すように、エンブレム４に異物７０が付着した状態（図７（ｂ）参照）におけるタッチ操作入力の発生時、各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３間の「比」は、その異物７０が形成する抵抗性導電膜の影響によって、各センサ電極５２ａ〜５２ｃ間の面積比に依存した値で略一定となる。具体的には、本実施形態の静電容量センサ５は、第２センサ電極５２ｂの面積が最も大きく、第３センサ電極５２ｃの面積が最も小さくなっている（面積比：ＣＨ２＞ＣＨ１＞ＣＨ３）。

本実施形態のドアＥＣＵ１０は、このような異物付着時における傾向を、そのセンサ出力Ｓ３をセンサ出力Ｓ１で除した値「Ｓ３／Ｓ１」により把握する。そして、この値「Ｓ３／Ｓ１」、つまり第３検出チャンネルＣＨ３のセンサ出力Ｓ３と第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１との「比」が第３センサ電極５２ｃと第１センサ電極５２ａとの面積比に依存することを示す所定範囲内（α１＜Ｓ３／Ｓ１＜α２）にあることを、その異物付着時検知判定の判定条件とする構成になっている。

さらに詳述すると、図１０に示すように、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３０５の判定条件を満たし（β１＜ΔＳ１＜β２、ステップ３０５：ＹＥＳ）、及びステップ３０６の判定条件を満たす場合（α１＜Ｓ３／Ｓ１＜α２、ステップ３０６：ＹＥＳ）、次に、既に継続判定中であるか否かを判定する（ステップ３０７）。そして、このステップ３０７において継続判定中ではないと判定した場合（ステップ３０７：ＮＯ）には、継続判定中であることを示す継続判定フラグをセットし、及びその継続時間ｔを測定するためのタイマをセットする（ｔ＝０、ステップ３０８）。

尚、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３０７において、既に継続判定中であると判定した場合（ステップ３０７：ＹＥＳ）には、上記ステップ３０８の処理を実行しない。また、ドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３０５において、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が下限値β１から上限値β２までの所定範囲内にないと判定した場合（ステップ３０５：ＮＯ）、継続判定フラグをクリアし（ステップ３０９）、後述するステップ３１０以降の各処理を実行しない。そして、ドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３０６において、センサ出力Ｓ３をセンサ出力Ｓ１で除した値「Ｓ３／Ｓ１」が、下限値α１から上限値α２までの所定範囲内にないと判定した場合（ステップ３０６：ＮＯ）も同様に、継続判定フラグをクリアし（ステップ３０９）、後述するステップ３１０以降の各処理を実行しない。

次に、ドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３０５及びステップ３０６の各判定条件を満たした状態（ステップ３０５：ＹＥＳ及びステップ３０６：ＹＥＳ）の継続時間ｔが、所定時間ｔ１以上であるか否かを判定する（ステップ３１０）。そして、その継続時間ｔが所定時間ｔ１以上であると判定した場合（ｔ≧ｔ１、ステップ３１０：ＹＥＳ）に、エンブレムスイッチ２０の操作入力部として設定されたエンブレム４に異物７０が付着した状態において、このエンブレム４に対するタッチ操作入力が行われたものと判定する構成になっている（ステップ３１１）。

尚、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３１０において、上記ステップ３０５及びステップ３０６の各判定条件を満たした状態の継続時間ｔが、所定時間ｔ１に到達していないと判定した場合（ステップ３１０：ＮＯ）には、ステップ３１１の処理を実行しない。そして、上記ステップ３０４において、その異物付着時検知判定の経過時間Ｔが、制限時間Ｔ１を超えたと判定した場合（Ｔ≧Ｔ１、ステップ３０４：ＮＯ）には、その検知判定フラグ及び継続判定フラグをクリアする構成になっている（ステップ３１２）。

本実施形態のドアＥＣＵ１０は、上記ステップ３０１〜ステップ３１２の各処理を、所定タイミングで周期的に実行する。そして、これにより、そのエンブレム４に対して異物７０が付着した状況下においても高精度な操作入力検知を行うことが可能となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）操作入力検知装置としてのエンブレムスイッチ２０は、車両表面を構成するバックドア３の外表面３ｓに設けられた操作入力部としてのエンブレム４と、このエンブレム４の内側に設けられた静電容量センサ５と、を備える。また、エンブレムスイッチ２０は、エンブレム４に対して検出対象物Ｘが接離することにより変化する静電容量センサ５のセンサ出力Ｓに基づいて、そのエンブレム４に対する操作入力を検知する操作入力検知部としてのドアＥＣＵ１０を備える。そして、このドアＥＣＵ１０は、センサ出力Ｓ（Ｓ１）の変化速度（ΔＳ１）が所定の閾値β０を超えることを条件として、そのエンブレム４に対してタッチ操作入力が行われたものと判定する異物付着時検知判定部として機能する。

即ち、異物７０が付着した状態でエンブレム４に対して操作入力を行った場合、その静電容量センサ５の各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３は、検出対象物Ｘとなる利用者の手６０が意匠部４ａに接触するまで、ほとんど変化しない。そして、その利用者の手６０がエンブレム４の意匠部４ａに接触した瞬間、即ちタッチ操作入力の発生と同時に、急速に立ち上がるという特徴がある。従って、上記構成のように、そのセンサ出力Ｓ１の立ち上がりを示す当該センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１を監視することにより、異物付着時におけるタッチ操作入力の発生を推定することができる。そして、これにより、精度よく、その操作入力検知を行うことができる。

（２）ドアＥＣＵ１０は、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が所定の閾値β０を超えた後、その変化速度ΔＳ１が下限値β１から上限値β２までの所定範囲内に低下することを条件として（β１＜ΔＳ１＜β２）、エンブレム４に対して操作入力が行われたものと判定する。

即ち、静電容量センサ５の各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３は、操作入力を行うべくエンブレム４（の意匠部４ａ）に接触した利用者の手６０が、静止状態となることにより、略一定の値となる。そして、これにより、そのセンサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が略ゼロに等しい値まで低下する。従って、上記構成によれば、そのタッチ操作入力が維持されているものと推定することができる。その結果、エンブレム４に異物が付着した状況下においても、より精度よく、その操作入力検知を行うことができる。

（３）ドアＥＣＵ１０は、上記所定範囲内に低下したセンサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１（β１＜ΔＳ１＜β２）が、所定時間ｔ１以上、当該所定範囲内にあることを条件として（ｔ≧ｔ０）、エンブレム４に対して操作入力が行われたものと判定する。これにより、エンブレム４に異物が付着した状況下においても、より精度よく、その操作入力検知を行うことができる。

（４）ドアＥＣＵ１０は、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が所定の閾値β０を超えた場合において、センサ出力Ｓ３とセンサ出力Ｓ１との比が第３センサ電極５２ｃと第１センサ電極５２ａとの面積比に依存することを示す所定範囲内（α１＜Ｓ３／Ｓ１＜α２）にあることを条件として、エンブレム４に対して操作入力が行われたものと判定する。

即ち、エンブレム４に異物７０が付着した状態におけるタッチ操作入力の発生時、各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３間の「比」は、その異物７０が形成する抵抗性導電膜の影響により、各センサ電極５２ａ〜５２ｃ間の面積比に依存した値で略一定となる。従って、上記構成によれば、エンブレム４に異物が付着した状況下においても、より精度よく、その操作入力検知を行うことができる。

（５）制限時間設定部としてのドアＥＣＵ１０は、異物付着時検知判定の経過時間Ｔが所定の制限時間Ｔ１内にあるか否かを判定する。そして、その経過時間Ｔが制限時間Ｔ１を超えた場合には、異物付着時検知判定を終了する。

即ち、異物付着時検知判定を、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が所定の閾値β０を超えた時点から所定の制限時間Ｔ１内に制限することで、誤検知の可能性を低減することができる。そして、これにより、その操作入力検知の信頼性を向上させることができる。

［第２の実施形態］
以下、操作入力検知装置に関する第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、上記第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略することとする。

操作入力検知装置を構成する本実施形態のエンブレムスイッチ２０において、異物付着時検知判定部としてのドアＥＣＵ１０は、静電容量センサ５のセンサ出力Ｓ（Ｓ１）について、その加速度γを監視する。

即ち、静電容量センサ５のセンサ出力Ｓ（Ｓ１）は、その値（出力値：静電容量）が検出対象物Ｘの位置に対応し、その変化速度（単位時間あたりの出力値の変化量、出力変化の速度）が検出対象物Ｘの移動速度に対応する。そして、そのセンサ出力Ｓ（Ｓ１）の加速度γ（単位時間あたりの速度変化量、出力変化の加速度）は、検出対象物Ｘの加速度に対応する。

つまり、異物付着時、その静電容量センサ５が設けられたエンブレム４に対して利用者がタッチ操作入力を行うことにより生ずるセンサ出力Ｓ１の急速な立ち上がりは、その加速度γ（の絶対値）において、より顕著に現れる。また、このセンサ出力Ｓ１の加速度γ（の絶対値）は、そのエンブレム４に接触した利用者の手６０が、静止状態となることにより、略ゼロに等しい小さな値となる。そして、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、このような特徴が、そのセンサ出力Ｓ１の加速度γに現れるか否かを監視することによって、エンブレム４に異物が付着した状況下においても、より精度よく、その操作入力検知を行うことが可能な構成になっている。

詳述すると、図１２のフローチャートに示すように、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、センサ出力Ｓ１について、その加速度γの絶対値が所定の閾値（第１の閾値）ｔｈ１を超えたか否かを判定する（ステップ４０２）。また、ドアＥＣＵ１０は、センサ出力Ｓ１の加速度γの絶対値が第１の閾値ｔｈ１を超えた後（｜γ｜＞ｔｈ１、ステップ４０２：ＹＥＳ）、その加速度γの絶対値が、第２の閾値ｔｈ２以下に低下するか否かを判定する（ステップ４０５）。更に、ドアＥＣＵ１０は、この第２の閾値ｔｈ２以下に低下したセンサ出力Ｓ１の加速度γの絶対値（｜γ｜≦ｔｈ２、ステップ４０５：ＹＥＳ）が、所定時間ｔ１以上、その第２の閾値ｔｈ２以下に低下した状態にあるか否かを判定する（ステップ４１０）。そして、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、これらの各判定条件を満たすことを条件として（ステップ４０２：ＹＥＳ、ステップ４０５：ＹＥＳ、及びｔ≧ｔ１、ステップ４１０：ＹＥＳ）、その操作入力部としてのエンブレム４に対して操作入力が行われたものと判定する構成になっている。

即ち、その絶対値が第１の閾値ｔｈ１を超えたセンサ出力Ｓ１の加速度γは、当該センサ出力Ｓ１の急速な立ち上がりを示す。また、その絶対値が第２の閾値ｔｈ２以下となり、略ゼロに等しい小さな値を維持するセンサ出力Ｓ１の加速度γは、当該センサ出力Ｓ１が略一定の値にあることを示す。そして、本実施形態のドアＥＣＵ１０は、このような状態が検知されることをもって、上記第１の実施形態と同様、そのエンブレム４に対するタッチ操作入力の発生を推定し、及びそのエンブレム４に接触した利用者の手６０が静止状態となっているものと推定する構成になっている。

また、本実施形態における操作入力検知判定の処理手順を示す図１２中、上記ステップ４０２及びステップ４０５を除いた各処理は、図１０に示された上記第１の実施形態における操作入力検知判定の処理手順と同一である。

即ち、本実施形態のドアＥＣＵ１０もまた、センサ出力Ｓ３とセンサ出力Ｓ１との比が第３センサ電極５２ｃと第１センサ電極５２ａとの面積比に依存することを示す所定範囲内（α１＜Ｓ３／Ｓ１＜α２、ステップ４０６：ＹＥＳ）にあることを条件として、エンブレム４に対して操作入力が行われたものと判定する。また、ドアＥＣＵ１０は、センサ出力Ｓ１の加速度γの絶対値が第１の閾値ｔｈ１を超えた時点から所定の制限時間Ｔ１を超えた場合（Ｔ≧Ｔ１、ステップ４０４：ＮＯ）には、その異物付着時検知判定を終了する（ステップ４１２）。そして、本実施形態のエンブレムスイッチ２０は、これにより、より精度よく、その操作入力検知を実行し、及び、その操作入力検知の信頼性を向上させることが可能な構成になっている。

以上、本実施形態の構成を採用した場合にも、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、例えば、エンブレム４に対して異物７０が厚く付着している場合等、センサ出力Ｓ（Ｓ１）の変化が小さくなるような状況下においても、そのタッチ操作入力の発生によるセンサ出力Ｓ１の立ち上がりを検知することができる。そして、これにより、より精度よく、異物付着時における操作入力検知を行うことができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、バックドア３の外表面３ｓに設けられた車両１のエンブレム４を操作入力部としたエンブレムスイッチ２０に具体化した。そして、そのエンブレム４に対する操作入力を検知することにより、バックドア３の開駆動制御を実行することとした。

しかし、これに限らず、操作入力の検知により開始する制御内容は、例えば、ドアロックの施解錠等、任意に設定してもよい。また、その制御対象は、例えば、サイドドアやボンネット等、必ずしもバックドア３でなくともよい。更に、その操作入力部となるエンブレム４の位置は、例えば、ボンネットやフロントグリル等、任意に変更してもよい。そして、車両表面に配置された操作入力部内に静電容量センサ５が設けられる構成であれば、その操作入力部は、必ずしも車両１のエンブレム４でなくともよい。

・上記第１の実施形態では、閾値β０を超えたセンサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が、その後、所定範囲内に低下すること、及びセンサ出力Ｓ３とセンサ出力Ｓ１との比が第３センサ電極５２ｃと第１センサ電極５２ａとの面積比に依存することを示す所定範囲内にあることを、その異物付着時検知判定の判定条件とした（ステップ３０５，３０６）。しかし、これに限らず、これらの何れか一方を判定条件とする構成であってもよい。また、必ずしも、その継続時間条件（ステップ３０９）やタイムオーバー条件（ステップ３０４）は、設けなくともよい。そして、センサ出力Ｓ１の変化速度ΔＳ１が所定範囲内に低下すること、及びセンサ出力Ｓ３とセンサ出力Ｓ１との比が所定範囲内にあることを、その異物付着時検知判定の判定条件としない構成についてもまた、これを排除しない。

更に、センサ出力Ｓ１の加速度γを監視する上記第２の実施形態についてもまた、同様の変更を行ってもよい。そして、上記所定時間ｔ１及び所定の制限時間Ｔ１については、その異物付着時検知に採用する判定条件の内容に応じて最適化するとよい。

・また、エンブレム４内に設けられた静電容量センサ５を構成する各センサ電極５２の配置、数、形状、及び大きさは、任意に変更してもよい。例えば、センサ出力Ｓの変化速度（ΔＳ）、又は加速度（γ）の何れかのみを用いて異物付着時検知判定を行う構成では、そのセンサ電極５２は、一つでもよい。そして、センサ電極５２が複数ある場合には、その何れの変化速度、或いは加速度を用いてもよい。

・上記各実施形態では、近接操作入力検知判定においては、第２検出チャンネルＣＨ２のセンサ出力Ｓ２を第２のセンサ出力とし（図４参照）、異物付着時検知判定においては、第３検出チャンネルＣＨ３のセンサ出力Ｓ３を第２のセンサ出力とした（図１０参照）。しかし、これに限らず、例えば、その近接操作入力検知判定及び異物付着時検知判定の両方とも、第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１を第１のセンサ出力とし、第２検出チャンネルＣＨ２のセンサ出力Ｓ２を第２のセンサ出力とする構成としてもよい。

・上記各実施形態では、近接操作入力検知判定においては、第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ１を第２検出チャンネルＣＨ２のセンサ出力Ｓ２で除した値「Ｓ１／Ｓ２」を用いる。そして、異物付着時検知判定においては、第３検出チャンネルＣＨ３のセンサ出力Ｓ３を第１検出チャンネルＣＨ１のセンサ出力Ｓ２で除した値「Ｓ３／Ｓ１」を用いることとした。しかし、これに限らず、各センサ出力Ｓ１〜Ｓ３間の「比」は、どのようなかたちで表してもよい。具体的には、２つのセンサ出力Ｓの「比」を分数で表す場合、その何れを分子／分母としてもよい。

次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
（イ）前記操作入力検知部は、前記第１のセンサ出力の増加率と前記第２のセンサ出力の増加率との間の乖離が増大した場合に、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定する近接検知判定部を備えること、を特徴とする操作入力検知装置。

即ち、例えば、第１のセンサ電極を操作入力検知用とした場合、通常、その操作入力を行う利用者の手と第１のセンサ電極との間隔は、第２のセンサ電極との間隔よりも近くなっている。そして、これにより、その第１のセンサ出力の増加率と第２のセンサ出力の増加率との間に乖離が生ずることになる。これに対し、例えば、人がもたれ掛かった場合等、操作入力を意図しない検出対象物が操作入力部に近接した状況においては、第１のセンサ電極と検出対象物との間隔と当該検出対象物と第２センサ電極との間隔との間に大きな距離差は発生せず、ゆえに第１のセンサ出力の増加率と第２のセンサ出力の増加率との間についても大きな乖離は発生しない。従って、上記構成によれば、より精度よく、その近接操作入力の発生を検知することができる。そして、その第１及び第２のセンサ出力の比に基づいて、異物付着時における操作入力部に対するタッチ操作入力の検知判定を実行することができる。

（ロ）前記操作入力検知部は、前記第１のセンサ出力と前記第２のセンサ出力との比が両者の面積比に依存することを示す所定範囲内にある状態が、所定時間以上継続していることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定すること、を特徴とする操作入力検知装置。このような構成を採用することで、エンブレムに異物が付着した状況下においても、より精度よく、その操作入力検知を行うことができる。

１…車両、２…ドア開口部、３…バックドア、３ｓ…外表面、４…エンブレム（操作入力部）、４ａ…意匠部、５…静電容量センサ、１０…ドアＥＣＵ（操作入力検知部、異物付着時検知判定部、制限時間設定部、及び近接検知判定部）、２０…エンブレムスイッチ（操作入力検知装置）、５１…支持基板、５２（５２ａ〜５２ｃ）…センサ電極、６０…手、７０…異物、Ｘ，Ｘ´…検出対象物、ＣＨ１…第１検出チャンネル、ＣＨ２…第２検出チャンネル、ＣＨ３…第３検出チャンネル、Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）…センサ出力、ΔＳ１…変化速度、α０…閾値、α１…下限値、α２…上限値、β０…閾値、β１…下限値、β２…上限値、ｔ…継続時間、ｔ１…所定時間、Ｔ…経過時間、Ｔ１…制限時間、Ｄ１，Ｄ２…間隔、γ…加速度、ｔｈ１…第１の閾値（所定の閾値）、ｔｈ２…第２の閾値。

Claims (10)

1. 車両表面に設けられた操作入力部に対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、前記操作入力部に対する操作入力を検知する操作入力検知部を備え、
   前記操作入力検知部は、前記センサ出力の加速度の絶対値が所定の閾値を超えることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定する異物付着時検知判定部を備える操作入力検知装置。
2. 請求項１に記載の操作入力検知装置において、
   前記異物付着時検知判定部は、
   前記センサ出力の加速度の絶対値が前記所定の閾値を超えた後、該センサ出力の加速度の絶対値が第２の閾値以下に低下することを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定すること、を特徴とする操作入力検知装置。
3. 請求項２に記載の操作入力検知装置において、
   前記異物付着時検知判定部は、
   前記第２の閾値以下に低下した前記センサ出力の加速度の絶対値が、所定時間以上、前記第２の閾値以下に低下した状態にあることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定すること、を特徴とする操作入力検知装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の操作入力検知装置において、
   前記静電容量センサは、離間して設けられた第１及び第２のセンサ電極を備え、
   前記操作入力検知部には、前記第１のセンサ電極に対して前記検出対象物が接離することにより変化する第１のセンサ出力、及び前記第２のセンサ電極に対して前記検出対象物が接離することにより変化する第２のセンサ出力が入力されるものであって、
   前記異物付着時検知判定部は、前記センサ出力の加速度の絶対値が所定の閾値を超えた場合において、前記第１のセンサ出力と前記第２のセンサ出力との比が前記第１及び第２のセンサ電極間の面積比に依存することを示す所定範囲内にあることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定すること、
   を特徴とする操作入力検知装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の操作入力検知装置において、
   前記操作入力検知部は、前記異物付着時検知判定部による前記操作入力の検知を、前記センサ出力の加速度の絶対値が所定の閾値を超えた時点から所定の制限時間内に制限する制限時間設定部を備えること、を特徴とする操作入力検知装置。
6. 車両表面に設けられた操作入力部に対して検出対象物が接離することにより変化する静電容量センサのセンサ出力に基づいて、前記操作入力部に対する操作入力を検知する操作入力検知部を備え、
   前記操作入力検知部は、前記センサ出力の変化速度が所定の閾値を超えることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定する異物付着時検知判定部を備える操作入力検知装置。
7. 請求項６に記載の操作入力検知装置において、
   前記異物付着時検知判定部は、
   前記センサ出力の変化速度が前記所定の閾値を超えた後、該変化速度が所定範囲内に低下することを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定すること、を特徴とする操作入力検知装置。
8. 請求項７に記載の操作入力検知装置において、
   前記異物付着時検知判定部は、
   前記所定範囲内に低下した前記センサ出力の変化速度が、所定時間以上、前記所定範囲内にあることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定すること、を特徴とする操作入力検知装置。
9. 請求項６〜請求項８の何れか一項に記載の操作入力検知装置において、
   前記静電容量センサは、離間して設けられた第１及び第２のセンサ電極を備え、
   前記操作入力検知部には、前記第１のセンサ電極に対して前記検出対象物が接離することにより変化する第１のセンサ出力、及び前記第２のセンサ電極に対して前記検出対象物が接離することにより変化する第２のセンサ出力が入力されるものであって、
   前記異物付着時検知判定部は、前記センサ出力の変化速度が所定の閾値を超えた場合において、前記第１のセンサ出力と前記第２のセンサ出力との比が前記第１及び第２のセンサ電極間の面積比に依存することを示す所定範囲内にあることを条件として、前記操作入力部に対して操作入力が行われたものと判定すること、を特徴とする操作入力検知装置。
10. 請求項６〜請求項９の何れか一項に記載の操作入力検知装置において、
    前記操作入力検知部は、前記異物付着時検知判定部による前記操作入力の検知を、前記センサ出力の変化速度が所定の閾値を超えた時点から所定の制限時間内に制限する制限時間設定部を備えること、を特徴とする操作入力検知装置。

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