JP2017087883A - 接触判定処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の部材への接触を一層良好に検知する。【解決手段】接触判定処理装置１０は、車両１２内のハンドル１４に設けられ、ハンドル１４に対する接触状態及び非接触状態に応じて出力を変化させる接触センサ２２を有する。また、接触判定処理装置１０は、接触センサ２２の出力が所定の閾値以上である場合に接触状態を判定し、接触センサ２２の出力が所定の閾値より小さい場合に非接触状態を判定する接触判定ＥＣＵ２６を備える。さらに接触判定処理装置１０は、ハンドル１４の周辺温度を検出する温度検出部５２を有し、接触判定ＥＣＵ２６は、温度検出部５２の検出した結果に応じて閾値を変更する閾値変更部５５を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両内の所定の部材に対する乗員の接触を検知する接触判定処理装置に関する。
例えば、特許文献１には、車両のハンドルから乗員が手を放したことを検知するハンドル手放検知装置（接触判定処理装置）が開示されている。この接触判定処理装置は、車両のハンドル内にセンサ電極（接触センサ）を備え、センサ電極の静電容量に応じた電圧値（出力）を検出する。そして、電圧値が閾値を超えている場合に、乗員がハンドルを把持していると判断し、電圧値が閾値以下である場合に、乗員がハンドルを把持していないと判断する。
特開２０１４−１９０８５６号公報
ところで、この種の接触判定処理装置は、検出部分の周辺温度によって、接触センサの出力が変動する可能性がある。一例として、ハンドルは、周辺温度が低温になると、その層構造が変形する（例えば、収縮する材料と収縮しない材料との間に隙間が生じる）ことにより、接触センサの静電容量を低下させる。これにより、接触センサは、接触の検知精度が低下する不都合が生じる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、温度依存特性を持つ部材であっても、温度変化を考慮した検出を行うことで、部材への接触を一層良好に検知することができる接触判定処理装置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、車両内の所定の部材に設けられ、前記所定の部材に対する前記車両の乗員の接触状態及び非接触状態に応じて出力を変化させる接触センサと、前記接触センサの前記出力が所定の閾値以上である場合に前記接触状態を判定し、前記接触センサの前記出力が前記所定の閾値より小さい場合に前記非接触状態を判定する接触判定部と、を備える接触判定処理装置であって、前記所定の部材の温度又は前記所定の部材の周辺温度を検出又は推定する温度検出部を有し、前記接触判定部は、前記温度検出部の検出又は推定した結果に応じて前記閾値を変更する閾値変更部を備えることを特徴とする。
上記によれば、所定の部材が温度依存特性を持つ場合であっても、温度検出部により検出又は推定した温度に応じて、閾値を変更することができるため、温度の影響を低減して接触状態又は非接触状態の判定を行うことができる。従って、接触判定処理装置は、所定の部材に対する乗員の接触検知の精度を大幅に向上することが可能となる。そして、接触状態又は非接触状態の判定結果を、車両の走行時の制御等に役立てることができる。
この場合、前記接触センサは、前記接触状態及び前記非接触状態に応じて静電容量値が変化する静電容量センサであり、前記閾値変更部は、前記温度検出部の前記結果が所定の温度よりも低い場合に、前記所定の温度以上の場合の閾値よりも所定値低下した閾値を設定することが好ましい。
これにより、静電容量センサの場合に適した閾値の設定を行うことができ、静電容量センサによる接触の検知を良好に実施することが可能となる。
上記構成に加えて、前記所定の部材は、該所定の部材を加熱するヒータを備え、前記閾値変更部は、前記ヒータが駆動されてから所定時間が経過した場合又は前記所定の温度に達した場合に、前記所定値低下させていた閾値を、前記所定の温度以上の場合の閾値に戻すとよい。
このように、閾値変更部は、ヒータが駆動してから所定時間が経過した場合又は所定の温度に達した場合に、所定値低下させていた閾値を、所定の温度以上の場合の閾値に戻すことで、ヒータの駆動状況に応じて閾値を柔軟に変更することができる。
また、前記接触センサは、前記所定の部材である前記車両の走行方向を操舵するステアリングホイールに設けられているとよい。
このように、接触センサがステアリングホイールに設けられていることで、ステアリングホイールに対する乗員の接触状態又は非接触状態を精度よく検知することができる。
さらに、前記接触判定部は、前記接触センサの前記出力が前記閾値である第１閾値以上の場合に前記乗員が前記ステアリングホイールに接触していると判定し、前記接触センサの前記出力が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上の場合に前記乗員が前記ステアリングホイールを把持していると判定し、前記閾値変更部は、前記温度検出部の前記結果に応じて前記第１及び第２閾値の両方を変更する構成であるとよい。
このように、第１閾値と第２閾値とにより接触検知を行うことで、ステアリングホイールに対する乗員のタッチ状態とグリップ状態を識別することが可能となる。また、閾値変更部が温度検出部の結果に応じて第１及び第２閾値の両方を変更することで、タッチ状態及びグリップ状態の誤判定を低減することができる。
ここで、接触判定処理装置は、前記車両の車線維持制御機能の有効と無効を切り換える切換部を備え、前記切換部は、前記接触判定部が前記ステアリングホイールに前記乗員が接触していると判定した場合に、前記車線維持制御機能の有効状態を維持する構成とすることができる。
このように、接触判定処理装置は、車線維持制御機能の有効と無効を接触判定部の判定に基づき簡単に切り換えることができる。すなわち、ステアリングホイールに乗員が接触している場合に、車線維持制御機能を有効とすることで、車線維持制御時に、運転者がステアリングホイールから不用意に手を放すことを抑制することができる。
また、接触判定処理装置は、前記車両の操舵及び加減速を自動で制御する自動運転モードと、前記操舵及び加減速を前記乗員の手動操作により行う手動運転モードとを切り換えるモード切換部を有し、前記モード切換部は、前記接触判定部が前記ステアリングホイールを前記乗員が把持していると判定した場合に、前記自動運転モードから前記手動運転モードへ切換可能と判定する運転交代判定部を有する構成としてもよい。
このように、モード切換部は、乗員がステアリングホイールを把持した判定を条件として運転交代判定部が自動運転モードから手動運転モードへ切換可能と判定することで、走行時に自動運転モードから手動運転モードへの移行を安定して行うことができる。
この場合、前記モード切換部は、前記自動運転モードから前記手動運転モードへと切り換える条件が成立した場合に、前記ステアリングホイールの把持を前記乗員に促すとよい。
これにより、自例えば車両側が手動運転モードへ切り換える判断をした際に、ステアリングホイールの把持を乗員に促すことで、ユーザにステアリングホイールを把持させることができる。そして、接触判定部がステアリングホイールの把持を判定することで、手動運転モードに安全に移行することが可能となる。
或いは、前記モード切換部は、前記自動運転モード中に前記乗員が前記手動運転モードを選択した場合に、前記ステアリングホイールの把持を前記乗員に促してもよい。
このように、乗員が手動運転モードを選択した場合にステアリングホイールの把持を乗員に促すことで、手動運転モードに直ちに切り換えずにステアリングホイールの把持を待って手動運転モードに切り換えることができる。
本発明によれば、接触判定処理装置は、温度依存特性を持つ部材であっても、温度変化を考慮した検出を行うことで、部材への接触を一層良好に検知することができる。
本発明の一実施形態に係る接触判定処理装置を備えた車両を概略的に示す説明図である。 ハンドルの断面構造を示す部分断面斜視図である。 接触検知における接触判定処理装置及び車両の構成を示す機能ブロック図である。 ハンドルの接触センサの温度と静電容量の関係を示すグラフである。 接触判定ＥＣＵの処理フローの一例を示す第１フローチャートである。 図５の処理フローに続く第２フローチャートである。
以下、本発明に係る接触判定処理装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
接触判定処理装置１０は、図１に示すように自動車等の車両１２に搭載され、車両１２内の所定の部材に対する乗員Ｈの接触を検知するシステムとして構成されている。以下では、所定の部材として、車両１２の走行方向を操作する操作部材であるステアリングホイール（以下、ハンドル１４という）について説明する。なお、車両１２内に設けられる所定の部材は、ハンドル１４に限定されるものではなく、例えば、シフトレバー、アシストグリップ、アームレスト、フットレスト、シート、安全ベルト等、種々の構成を対象とし得る。
また、接触判定処理装置１０は、接触の検知を実際に行う検知本体部１１と、車両１２の走行を制御する走行制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１６と、検知本体部１１が検知したハンドル１４への接触を乗員Ｈに報知するための報知部１８とを備える。この乗員Ｈには、運転者以外に他の搭乗者も含まれる。走行制御ＥＣＵ１６及び報知部１８は、ケーブル２０を介して検知本体部１１と情報通信可能に接続されている。報知部１８としては、例えば、インストルメントパネルに設けられるインジケータやタッチパネル、又は報知音や音声を出力するスピーカ等があげられる。
検知本体部１１は、ハンドル１４に設けられる接触センサ２２と、同じくハンドル１４に設けられる温度センサ２４と、車内（例えば、インストルメントパネル内）に設けられ接触センサ２２及び温度センサ２４に接続される接触判定ＥＣＵ２６とを備える。接触判定ＥＣＵ２６は、乗員Ｈの接触検知の全体的な動作を制御する接触判定部としての機能を有する。
車両１２のハンドル１４は、環状に形成され運転者（乗員Ｈ）が把持するためのリム部２８と、リム部２８の径方向内側とステアリングシャフト３２の間を連結している連結部３４とを有する。例えば、連結部３４は、運転者と対向する面にクラクションボタンを備えると共に、ステアリングシャフト３２と同軸の中央部にエアバッグを内蔵している（共に図示せず）。なお、ハンドル１４は、図示例のようなステアリングホイールに限定されず、例えば、バタフライタイプ、ジョイスティック又はボタン等でもよい。
図２に示すように、ハンドル１４のリム部２８は、複数層からなる積層構造に構成されている。具体的に、リム部２８は、中心部から径方向外側に向かって順に、芯金３６、型層３８、ヒータ層４０、シールド層４２、センサ層４４及びカバー層４６を備える。
芯金３６は、高い剛性を有する金属材料（例えば、ステンレス鋼等）によって形成され、平面視で環状に周回している。この芯金３６は、リム部２８の骨格を構成し、連結部３４内に設けられる連結部材（図示せず）を介してステアリングシャフト３２に連結されている。芯金３６は、所定の厚みを有する板材が断面Ｕ字状に湾曲することで形成され、その剛性が一層向上している。勿論、芯金３６の断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば、環状のパイプや中実状の棒でもよい。
型層３８は、断面視で、芯金３６の外周面全体を充分な厚みで覆い、その外周面は、断面視で、概ね円形状又は楕円形状に形成されている。この型層３８は、リム部２８の全体的な形状を規定している。型層３８は、平面視で、芯金３６の環状に沿って連続することで芯金３６の周方向全周を被覆している。また、型層３８は、芯金３６よりも柔軟性を有する材料により構成されることが好ましく、このような材料としては、例えば、ポリウレタン等の樹脂材料があげられる。
ヒータ層４０は、断面視で、型層３８の外周面を囲うと共に、平面視で、型層３８の周方向全周を被覆する円環面（トーラス）状に形成されている。このヒータ層４０は、乗員Ｈの操作等により駆動してリム部２８を加温することで、運転者によるハンドル１４の操作環境を向上させる。ヒータ層４０は、電力供給により加熱される導電性材料を適用可能であり、連結部３４内に設けられた電線を介して図示しない電源に繋がっている。例えば、ヒータ層４０は、導電性材料からなる板材を型層３８に巻き付けることで構成される。また例えば、ヒータ層４０は、型層３８の外周面に導電性材料からなる線材をコイル状やメッシュ状に巻いて形成してもよい。ヒータ層４０は、型層３８の周方向全周に形成されるだけでなく、型層３８の周方向の一部に設けられてもよい。
シールド層４２は、断面視で、ヒータ層４０の外周面を囲うと共に、平面視で、ヒータ層４０の周方向全周を被覆する円環面状に形成されている。このシールド層４２は、芯金３６とヒータ層４０の間に生じる静電容量が、センサ層４４の静電容量に影響を及ぼすことを遮断する機能を有する。なお、シールド層４２とヒータ層４０の間、又はシールド層４２とセンサ層４４の間、或いはその両方には、絶縁層（絶縁材料）が設けられてもよい。絶縁層を備える場合は、シールド層４２を電極として構成し、シールド層４２が接触センサ２２の印加電圧と異なる電位を保持することで、ヒータ層４０の影響を除去することができる。
センサ層４４は、断面視で、シールド層４２の外周面を囲うと共に、平面視で、シールド層４２の周方向全周を被覆する円環面状に形成されている。センサ層４４は、導電性材料によって構成され、接触センサ２２の検出部分を構成している。導電性材料としては、金属材や導電性ポリマーをあげることができ、例えば、これらの材料をワイヤ状に形成して、シールド層４２の外周面に編み込むことにより形成される。
ここで、本実施形態に係る接触センサ２２は、ハンドル１４に乗員Ｈ（人体）が接触した場合の静電容量と、ハンドル１４に非接触である場合の静電容量とを検出可能な静電容量センサが適用されている。この場合、接触センサ２２は、図３に示すように、リム部２８内に設けられて接触を直接検出する上記のセンサ層４４と、連結部３４内やインストルメントパネル内に設けられてセンサ層４４に電気的に接続する検出回路部４８とを備える。
検出回路部４８は、センサ層４４に所定の電界を付与することで、乗員Ｈがリム部２８に触れた際の静電容量の変化を検出する。検出回路部４８は、例えば、発振器４８ａを有すると共に、接触判定処理装置１０の接触判定ＥＣＵ２６及びグランド（車体）に電気的に接続されている。そして、検出回路部４８は、センサ層４４の静電容量に応じた電圧値である出力を接触判定ＥＣＵ２６に送出する。
接触センサ２２（センサ層４４、検出回路部４８）は、例えば、発振器４８ａ、インダクタンスＬ及びキャパシタンスＣを並列接続した共振回路に構成され得る（図３参照）。キャパシタンスＣは、センサ層４４から検出回路部４８を介してグランドに至るまでの等価的な静電容量である。この場合、乗員Ｈが、グランドとの間で静電容量Ｃhを持っていたとすると、乗員Ｈによるリム部２８の非把持状態の共振周波数ｆ0と、把持状態の共振周波数ｆ1とは、以下の式（１）及び式（２）によって表される。
ｆ0＝１／２π（ＬＣ）1/2…（１）
ｆ1＝１／２π（Ｌ（Ｃ＋Ｃh））1/2…（２）
そのため、接触センサ２２は、リム部２８に乗員Ｈが接触していない非接触状態と、リム部２８に乗員Ｈが接触している接触状態とで異なった出力を行う。また、乗員Ｈがリム部２８を把持している場合は、乗員Ｈがリム部２８に軽く接触している場合と比べて、接触面積が増えて静電容量Ｃhを増加させる。よって、接触センサ２２は、乗員Ｈがリム部２８に軽く触れているタッチ状態と、乗員Ｈがリム部２８を把持しているグリップ状態との出力を異ならせることができる。
図２に戻り、カバー層４６は、断面視で、センサ層４４の外周面を囲うと共に、平面視で、センサ層４４の周方向全周を被覆する円環面状に形成されている。このカバー層４６は、運転者が把持操作し易い材料により構成されることが好ましく、例えば、皮革、樹脂材料、木材等が適用されるとよい。また、カバー層４６の表面には、ハンドル１４の耐久性や外観性向上のため図示しない塗料が塗布されている。
なお、リム部２８の構成（形状や積層構造）は、上記構成に限定されず、種々の構成をとり得る。例えば、リム部２８は、ヒータ層４０を備えていなくてもよい。また、シールド層４２は、センサ層４４への電界の影響を考慮して設置の有無が判断されてよい。さらに、センサ層４４は、カバー層４６の表面に導電性塗料を塗布することで形成されてもよい。この場合は、リム部２８の最も外側にセンサ層４４が設けられた構造となる。
また、リム部２８を内側で支持する連結部３４は、その内部に温度センサ２４を備える。温度センサ２４は、接触センサ２２の周辺温度を検出するために設けられる。
ここで、ハンドル１４（リム部２８）は、ハンドル１４自体又はハンドル１４の周辺温度に応じて、図３に示すキャパシタンスＣが変化する温度依存特性を有している。例えば、皮革等で構成されたカバー層４６は、温度の低下に伴って収縮し、その一方で収縮が起こらない表面の塗料との間に微小な隙間を形成する。これにより、センサ層４４の誘電率が変化して静電容量が低下する不都合が生じる。或いは、接触センサ２２を構成する誘電体自体の温度依存特性により静電容量が変化するおそれもある。
このような理由から、本実施形態に係るハンドル１４は、図４に示すグラフのように、接触センサ２２が検出する非接触状態の静電容量値が温度の低下に伴い徐々に低下している。なお図示は省略するものの、ハンドル１４は、温度が２５℃以上になると、変形等の機械的作用の影響が殆どなくなり、同程度の静電容量値が維持される。
一方、接触センサ２２が検出する接触状態の静電容量値も、非接触状態の静電容量値に乗員Ｈの静電容量値が加わるため、温度の低下に伴って徐々に低下している（非接触状態の静電容量値と概ね平行に推移している）。よって仮に、温度が２５℃（常温）の場合の静電容量に基づき接触検知用の閾値を設定すると、温度が０℃よりも低い場合に乗員Ｈがハンドル１４に接触しても、静電容量が閾値まで届かず、接触を検知できないおそれがある。そのため、本実施形態に係る接触判定処理装置１０は、温度センサ２４によりハンドル１４の周辺温度を検出し、その検出温度を接触の判定に利用している。
温度センサ２４は種々の構成をとり得る。その一例としては、検出する部分にサーミスタ２４ａを適用したものがあげられる。この場合、図示は省略するが、サーミスタ２４ａに対し、内部回路２４ｂとして固定抵抗を直列接続すると共に、検出器（マイクロチップ等）によりサーミスタ２４ａの電圧を測定する構成を採るとよい。検出器は、サーミスタ２４ａの抵抗変化に基づく分圧を検出し、分圧比から温度情報（信号）を算出及び出力する。
温度センサ２４において温度を直接検出する部分は、温度の測定精度を高めるため、接触センサ２２の近くに設けられることが好ましい。本実施形態では、連結部３４の幅方向中心部に温度センサ２４を設けていることで、リム部２８近くで平均的な温度を検出している。なお、リム部２８の表面温度は、車内の温度に概ね依存する。よって、車内又は車外の気温を測定するための温度計（温度センサ２４）を備え、その温度計から温度情報を得てもよい。温度計は、車両１２に予め設けられているものを利用してもよい。或いは、リム部２８の表面付近に、温度センサ２４の温度を直接検出する部分を埋め込んでもよいことは勿論である。
図３に示すように、接触センサ２２に接続される接触判定ＥＣＵ２６は、周知のコンピュータ（マイクロコントローラを含む）が適用される。この接触判定ＥＣＵ２６は、図示しない演算処理部、記憶部、入出力部等を含み、記憶部に記憶されているプログラムを演算処理部が実行することで、接触検知に必要な各種の機能実現部を構築する。より具体的には、静電容量検出部５０、温度検出部５２、検知制御部５４、検知出力部５６及びタイマ部５８が構成される。
静電容量検出部５０は、接触センサ２２が出力する電圧値を継続的に又は所定タイミングで取得し、電圧値から静電容量を算出して、静電容量情報として記憶部に記憶する。なお、静電容量検出部５０は、一定期間（例えば、ヒータ層４０の駆動時からリム部２８の表面温度が上昇して安定化するまでの時間：数分〜十数分）の静電容量情報を記憶し、静電容量の変化を確認可能であってもよい。
温度検出部５２は、イグニションスイッチのＯＮ時に、温度センサ２４から温度情報を取得して記憶部に記憶する。そして、ハンドル１４の周辺温度が低温状態となっているか、常温状態となっているかを判別し、検知制御部５４にその判別結果を出力する。低温状態と常温状態の境界（温度閾値ＴT）は、ハンドル１４の特性（例えば、図４に示すような温度依存特性）に応じて適宜設定してよい。例えば、０℃を境界とし、０℃より低ければ低温状態、０℃以上であれば常温状態と判別することができる。
温度検出部５２は、温度センサ２４が取得した温度情報からリム部２８の表面温度を推定する機能を有していてもよい。例えば、予め実験により得られたマップや関係式によって、温度センサ２４の温度情報からリム部２８の表面温度の推定値を算出する。また、温度検出部５２は、イグニションスイッチのＯＮ時だけでなく継続的に温度を検出して、低温状態から常温状態への移行、又は常温状態から低温状態への移行をリアルタイムに取得し続けてもよい。
検知制御部５４は、接触センサ２２が検出した静電容量の変化に応じて、ハンドル１４に対する乗員Ｈの非接触状態、接触状態（タッチ状態、グリップ状態）を判定する。この検知制御部５４は、静電容量を判定するための閾値を変更及び設定する閾値変更部５５を有している。
閾値変更部５５は、上記判定用の閾値（静電容量値）として、低温状態に対応した低温閾値ＴLと、常温状態に対応した常温閾値ＴNとの２つを有し、温度検出部５２からの低温状態又は常温状態の判定結果に基づき２つの閾値の一方を選択する。低温閾値ＴL及び常温閾値ＴNは設計者等により予め規定される。低温閾値ＴLは、常温閾値ＴNに対し所定値（図４中では１２０ｐＦ）低下した値である。その意味で、閾値変更部５５は、常温閾値ＴNのみを有し、低温状態の判定時に、常温閾値ＴNから所定値を減算することで低温閾値ＴLを設定してもよい。なお、閾値変更部５５は、接触判定処理装置１０の駆動時に、低温状態と高温状態それぞれの平均的な静電容量値を得て、低温閾値ＴLや常温閾値ＴNを自動的に設定又は補正する構成でもよい。
さらに、閾値変更部５５は、低温閾値ＴL又は常温閾値ＴNを選択すると、その選択した閾値を接触判定閾値ＴL1、ＴN1（第１閾値）にそのまま設定すると共に、さらに所定値だけ高い把持判定閾値ＴL2、ＴN2（第２閾値）を設定する。接触判定閾値ＴL1、ＴN1は、乗員Ｈがハンドル１４に軽く触れているタッチ状態を検出するための閾値であり、把持判定閾値ＴL2、ＴN2は、乗員Ｈがハンドル１４を強く把持しているグリップ状態を検出するための閾値である。例えば、把持判定閾値ＴL2、ＴN2は、接触判定閾値ＴL1、ＴN1に１２０ｐＦを加えた値で設定される。なお、閾値変更部５５は、低温閾値ＴLとして２つの値（接触判定閾値ＴL1、把持判定閾値ＴL2）を有すると共に、常温閾値ＴNとして２つの値（接触判定閾値ＴN1、把持判定閾値ＴN2）を有していてもよいことは勿論である。
検知制御部５４は、閾値変更部５５により接触判定閾値ＴL1、ＴN1と把持判定閾値ＴL2、ＴN2が設定されると、静電容量検出部５０が継続的に算出する静電容量情報と、設定した閾値との比較を行う。そして、静電容量情報が接触判定閾値ＴL1、ＴN1よりも低い場合に、乗員Ｈがリム部２８に接触していない非接触状態と判定する。また、静電容量情報が接触判定閾値ＴL1、ＴN1以上で、把持判定閾値ＴL2、ＴN2よりも低い場合に、タッチ状態と判定する。さらに、静電容量情報が把持判定閾値ＴL2、ＴN2以上の場合に、グリップ状態と判定する。
なお、タッチ状態とグリップ状態は、乗員Ｈがリム部２８に接触しているという意味で共に接触状態と言い得る。検知制御部５４は、リム部２８への乗員Ｈの非接触状態又は接触状態のみを検出してもよく、この場合は、接触判定閾値ＴL1、ＴN1（すなわち、低温閾値ＴL、常温閾値ＴN）を設定して静電容量情報がこの接触判定閾値ＴL1、ＴN1を超えたか否かを監視すればよい。検知制御部５４は、非接触状態、接触状態（タッチ状態、グリップ状態）を判定すると、その判定結果の情報を検知出力部５６に送る。
検知出力部５６は、検知制御部５４の判定結果に基づき、非接触状態又は接触状態（タッチ状態、グリップ状態）を報知部１８から報知する。報知部１８による報知方法は、タッチ状態とグリップ状態で異なる形態（例えば、表示色を変える等）をとることが好ましいが、タッチ状態とグリップ状態を同じ形態とし、非接触状態と接触状態だけを単純に区別可能としてもよい。さらに、検知出力部５６は、判定結果の情報を走行制御ＥＣＵ１６にも送信する。
走行制御ＥＣＵ１６は、図示しない演算処理部、記憶部及び入出力部を有するコンピュータであり、車両１２の走行を統括的に制御する機能を有している。本実施形態において、走行制御ＥＣＵ１６は、演算処理部によるプログラムの処理下に、ヒータ制御部６０、車線制御部６２及び自動運転制御部６４等の機能実現部を構築する。なお、ヒータ制御部６０、車線制御部６２及び自動運転制御部６４の一部又は全部は、走行制御ＥＣＵ１６から独立したＥＣＵとして構成されてもよく、或いは、接触判定ＥＣＵ２６と走行制御ＥＣＵ１６（つまり各制御部）は、１つの制御回路で構成されていてもよい。
ヒータ制御部６０は、リム部２８のヒータ層４０への電力供給の指示（供給量を含む）を図示しない電源に行って、ヒータ層４０を加温させる。例えば、ヒータ制御部６０は、イグニションスイッチのＯＮ時に温度センサ２４から温度情報を取得し、所定温度よりも低ければヒータ層４０を駆動させる。なお、ヒータ制御部６０は、操作ボタンを運転者がＯＮ操作することで、ヒータ層４０を駆動してもよい。
車線制御部６２は、車両１２の走行時に、車線維持制御として車両１２が道路の車線に沿って走行するようにガイドする機能を有している。この車線制御部６２は、車線維持制御を実際に担う車線維持部６２ａと、車線維持制御の有効又は無効（停止）を切り換える制御切換部６２ｂとを備える。例えば、車線維持部６２ａは、図示しない撮影部により道路の動画情報を取得して、この動画情報から道路の車線を識別すると共に、車線に対する車両１２の位置及び姿勢を認識して、走行中の車両１２と車線の距離を一定に維持する処理を行う。
制御切換部６２ｂは、接触判定ＥＣＵ２６の判定結果の情報に基づき、車線維持制御の実施を判定する。例えば、制御切換部６２ｂは、車線維持制御の実施中において、ハンドル１４への接触状態の判定に基づき、車線維持制御の実施を維持する。運転者がハンドル１４に接触していれば、車線の状況に応じてハンドル１４を転舵しても、運転者が直ぐに対応できるからである。
一方、自動運転制御部６４は、車両１２の操舵及び加減速を自動で制御する自動運転モードを行う機能を有している。この自動運転制御部６４は、自動運転モードの制御を実際に担う自動運転部６４ａと、自動運転モードと手動運転モード（車両１２の操舵及び加減速を乗員Ｈの手動操作で行うモード）を切り換えるモード切換部６４ｂとを有している。自動運転部６４ａは、自動運転モード時に車線維持部６２ａも協働させて、車両１２の自動運転制御を実施する。
モード切換部６４ｂは、モード切換条件が成立したときに、自動運転モードから手動運転モードへの切換、又は手動運転モードから自動運転モードへの切換を行う。モード切換条件としては、車両１２（走行制御ＥＣＵ１６）側が自動運転モード中に手動運転モードへの切換を判断する場合と、運転者のモード切換スイッチの操作等により手動運転モードを選択する場合とがあげられる。また、モード切換部６４ｂは、モード切換条件の成立時に、例えば報知部１８を介してハンドル１４の把持を運転者に報知する（促す）。これにより運転者がハンドル１４を把持することになり、自動運転モードから手動運転モードへの移行が安全に行われる。
モード切換部６４ｂは、接触判定ＥＣＵ２６による判定結果に基づき、運転交代が可能か否かを判定する運転交代判定部６５を備えている。例えば、運転交代判定部６５は、グリップ状態の判定結果に基づき、自動運転モードから手動運転モードに切換可能と判定し、手動運転モードに切り換える。逆に、グリップ状態が判定されていない場合、自動運転制御部６４は、自動運転モードを継続する、又は所定期間経過後に車両１２を停車させる等の処理を行う。
本実施形態に係る接触判定処理装置１０及びこの装置を備えた車両１２は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、接触検知のフローについて説明する。
接触判定処理装置１０は、乗員Ｈが車両１２に搭乗してイグニションスイッチをＯＮ操作することで駆動を開始する。走行制御ＥＣＵ１６も、イグニションスイッチのＯＮに伴い駆動を開始する。そして、ヒータ制御部６０は、駆動開始時に温度センサ２４から温度情報を取得し、この温度情報が所定温度（例えば、１０℃）より低ければ、ヒータ層４０を駆動させる。逆に、温度情報が所定温度以上であれば、ヒータ層４０を駆動停止状態とする。またヒータ層４０の駆動時には、接触判定ＥＣＵ２６のタイマ部５８が時間計測を開始する。
図５に示すように、駆動開始後、接触判定ＥＣＵ２６の静電容量検出部５０は、接触センサ２２からの出力を受けて静電容量情報を算出及び記憶する（ステップＳ１）。さらに、接触判定ＥＣＵ２６の温度検出部５２は、温度センサ２４から温度情報を取得する（ステップＳ２）。
次に、接触判定ＥＣＵ２６（温度検出部５２）は、取得された温度情報に基づき、ハンドル１４の周辺温度が温度閾値ＴTである０℃より低いか、０℃以上かを判定する（ステップＳ３）。そして、０℃より低い場合には、ステップＳ４に進み、０℃以上の場合には、ステップＳ１１（図６参照）に進む。
ステップＳ４において、接触判定ＥＣＵ２６は、タイマ部５８の経過時間が所定時間（例えば、１０分）経過したか否かを監視する。閾値変更部５５により低温閾値ＴLが選択されるケースでは、ヒータ層４０が駆動しており、所定時間経過すると、ハンドル１４の周辺温度が上昇する。従って、所定時間経過するまでは、ステップＳ５に進んで、低温閾値ＴLをセットして接触検知の処理フローを実施する。所定時間経過後は、ステップＳ１１（図６参照）に進んで常温閾値ＴNによる接触検知を行う。
接触検知において、検知制御部５４は、設定された低温閾値ＴL（接触判定閾値ＴL1、把持判定閾値ＴL2）と静電容量情報を比較し、リム部２８に対する接触状態を判定する。例えば、検知制御部５４は、静電容量が接触判定閾値ＴL1よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、静電容量が接触判定閾値ＴL1よりも小さい場合には、非把持状態と判定する（ステップＳ７）。静電容量が接触判定閾値ＴL1以上の場合には、次に静電容量が把持判定閾値ＴL2よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ８）。そして、静電容量が把持判定閾値ＴL2よりも小さい場合には、タッチ状態と判定し（ステップＳ９）、把持判定閾値ＴL2以上の場合には、グリップ状態と判定する（ステップＳ１０）。
一方、ステップＳ１１においては、図６に示すように、閾値変更部５５が常温閾値ＴN（接触判定閾値ＴN1、把持判定閾値ＴN2）をセットする。そして、ステップＳ１２以降において、検知制御部５４は、設定された常温閾値ＴNと静電容量情報を比較し、リム部２８に対する接触状態を判定する。判定のフローとしては低温閾値ＴLと同様のフローを行うことができ、例えば、検知制御部５４は、静電容量が接触判定閾値ＴN1よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１２）。そして、静電容量が接触判定閾値ＴN1よりも小さい場合には、非把持状態と判定する（ステップＳ１３）。静電容量が接触判定閾値ＴN1以上の場合には、次に静電容量が把持判定閾値ＴN2よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１４）。そして、静電容量が把持判定閾値ＴN2よりも小さい場合には、タッチ状態と判定し（ステップＳ１５）、把持判定閾値ＴN2以上の場合には、グリップ状態と判定する（ステップＳ１６）。
図５に戻り、検知出力部５６は、検知制御部５４の上記各種の判定結果を受けて、報知部１８により非接触状態、接触状態（タッチ状態、グリップ状態）の報知を行う（ステップＳ１７）。接触判定処理装置１０は、上記のフローが終了すると、再びステップＳ１に戻って処理フローを繰り返す。これにより、車両１２の駆動中に、リム部２８に対する乗員Ｈの非接触状態又は接触状態をリアルタイムに検出することができる。なお、接触判定処理装置１０は、温度情報を１度取得していれば、以降の処理フローで同じ閾値をセットし続けることが可能であり、２回目以降の処理フローにおいて、ステップＳ２及びステップＳ３（温度情報の取得及び温度の判別）は省いてもよい。
走行制御ＥＣＵ１６の車線制御部６２は、車両１２の走行時に、乗員Ｈの操作に基づき車線に沿って車両１２を走行させる車線維持制御を実施することができる。そして、車線制御部６２は、接触判定ＥＣＵ２６からの接触状態（タッチ状態、グリップ状態）の判定結果に基づき、制御切換部６２ｂにより車線維持制御の有効状態を維持する。その結果、車線維持制御時に、運転者がステアリングホイールから不用意に手を放すことを抑制して、車線維持制御での安全性を高めることができる。
逆に、車線制御部６２は、非接触状態の判定結果に基づき、報知部１８からハンドル１４の接触を促す構成とすることができる。そして例えば、ハンドル１４に接触しない場合は、車両１２を停車させ、一方で運転者がハンドル１４に接触した場合は、車線維持制御の継続（有効）又は中止（無効）を適宜切り換える。これにより、車両１２の走行時の安全性が一層高められる。なお、車線維持制御は、接触判定ＥＣＵ２６のグリップ状態の判定に基づき、有効／無効を切り換えてもよい。
さらに、車両１２は、走行制御ＥＣＵ１６の自動運転制御部６４により、走行時に、車両１２の操舵及び加減速を自動で制御する自動運転モードを実施する。例えば、手動運転モード中に運転者が図示しないモード選択ボタンを切り換え操作することにより、モード切換部６４ｂが自動運転モードに切り換えて、自動運転部６４ａにより自動運転モードを行う。
また、自動運転時に、モード切換部６４ｂは、自動運転モードから手動運転モードへのモード切換条件の成立と非成立を判定している。例えば、自動運転モード中に、ナビゲーション装置等により車両１２の進路の前方に急峻な曲がり角を検出すると、モード切換部６４ｂは手動運転モードへのモード切換条件の成立を判断する。また、モード切換部６４ｂは、運転者のモード選択ボタンの切換操作に基づき、自動運転モードと手動運転モードとの切換を判断することもできる。そして自動運転モード中に、モード切換部６４ｂは、モード切換条件の成立に基づき報知部１８によりハンドル１４を把持するように報知する。すなわち運転者は、ハンドル１４の把持が促される。
モード切換部６４ｂの運転交代判定部６５は、接触判定ＥＣＵ２６からのグリップ状態の判定情報を受けることで、自動運転モードから手動運転モードへ切換可能と判定する。これにより自動運転制御部６４は、自動運転モードから手動運転モードに切り換えることが可能となり、自動運転モードから手動運転モードに直ちに切り換えずに安定的な移行を行うことができる。逆に、非接触状態やタッチ状態の場合、モード切換部６４ｂは、自動運転モードから手動運転モードへの切換が不能と判定する。この場合、例えば自動運転制御部６４は、所定時間経過後に、車両１２を適宜の停車位置に停止させる制御を行うとよい。或いは、ユーザによるモード選択ボタンの切換操作の場合、自動運転制御部６４は、自動運転モードを継続してもよい。
以上のように、本実施形態に係る接触判定処理装置１０及びこの装置を備える車両１２は、温度依存特性を持つハンドル１４であっても、温度検出部５２により検出した温度に応じて、閾値を変更することができる。このため、接触判定処理装置１０は、温度の影響を低減して接触状態又は非接触状態の判定を行うことができ、ハンドル１４に対する乗員Ｈの接触検知の精度を大幅に向上することが可能となる。そして、車両１２は、接触状態又は非接触状態の判定結果を走行時の制御等に役立てることができる。
この場合、接触センサ２２が静電容量センサであることで、接触判定ＥＣＵ２６は、静電容量センサの場合に適した閾値の設定を行うことができ、静電容量センサによる接触の検知を良好に実施することが可能となる。また、閾値変更部５５は、ヒータ層４０が駆動されてから所定時間の経過後に、低温閾値ＴLを、常温閾値ＴNに戻すことで、ヒータ層４０の駆動状況に応じて閾値を柔軟に変更することができる。
さらに、接触センサ２２がステアリングホイール（ハンドル１４）に設けられていることで、ハンドル１４に対する乗員Ｈの接触状態又は非接触状態を精度よく検知することができる。またさらに、接触判定閾値と把持判定閾値とにより接触検知を行うことで、ハンドル１４に対する乗員Ｈのタッチ状態とグリップ状態を識別することが可能となる。そして、閾値変更部５５が温度検出部５２の結果に応じて、接触判定閾値と把持判定閾値の両方を変更することで、タッチ状態及びグリップ状態の誤判定を低減することができる。
なお、本発明に係る接触判定処理装置１０は、上記の実施形態に限定されず、種々の変形例をとり得る。
例えば、本実施形態では、温度の違いに応じて静電容量を判定する閾値を、低温閾値と常温閾値の２つに分けているが、この閾値は３以上に分けてもよい。一例としては、図４に示すように温度変化に伴って連続的に変化する静電容量に応じて、閾値を連続的に変化させる構成でもよい。例えば閾値は、図４中の太線（非接触状態の静電容量）よりも多少高い値、且つこの太線と平行に連続する値とするとよい。この場合、接触判定ＥＣＵ２６は、静電容量情報と温度情報を共に取得して、リアルタイムの温度を検出し、この温度に応じた閾値をセットすることで、接触状態又は把持状態をより正確に行うことが可能となる。
さらに、本実施形態において、接触判定ＥＣＵ２６は、低温状態を判定した際に、ヒータ層４０の加温（駆動）の時間計測を行い、所定時間後に常温閾値による処理フローを実施した。しかしながら、接触判定ＥＣＵ２６は、温度情報の取得を継続的に行い、所定温度に達した場合に、低温閾値ＴLから常温閾値ＴNに移行するように構成してもよい。
またさらに、接触センサ２２の構成も、特に限定されず、例えば、リム部２８の内部に一対の電極と、これらの電極間に誘電層とを設けて、乗員Ｈの押圧時の誘電層の厚み変化に応じて静電容量を変化させる押圧式の静電容量センサを適用してもよい。また例えば、接触センサ２２は、ハンドル１４の渦電流による磁気損失をインピーダンスで測定する誘導型センサを適用してもよい。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
１０…接触判定処理装置 １２…車両
１４…ハンドル １６…走行制御ＥＣＵ
１８…報知部 ２２…接触センサ
２４…温度センサ ２６…接触判定ＥＣＵ
５０…静電容量検出部 ５２…温度検出部
５４…検知制御部 ５５…閾値変更部
６２…車線制御部 ６２ｂ…制御切換部
６４…自動運転制御部 ６４ｂ…モード切換部
６５…運転交代判定部 Ｈ…乗員

Claims (9)

  1. 車両内の所定の部材に設けられ、前記所定の部材に対する前記車両の乗員の接触状態及び非接触状態に応じて出力を変化させる接触センサと、
    前記接触センサの前記出力が所定の閾値以上である場合に前記接触状態を判定し、前記接触センサの前記出力が前記所定の閾値より小さい場合に前記非接触状態を判定する接触判定部と、を備える接触判定処理装置であって、
    前記所定の部材の温度又は前記所定の部材の周辺温度を検出又は推定する温度検出部を有し、
    前記接触判定部は、前記温度検出部の検出又は推定した結果に応じて前記閾値を変更する閾値変更部を備える
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
  2. 請求項１記載の接触判定処理装置において、
    前記接触センサは、前記接触状態及び前記非接触状態に応じて静電容量値が変化する静電容量センサであり、
    前記閾値変更部は、前記温度検出部の前記結果が所定の温度よりも低い場合に、前記所定の温度以上の場合の閾値よりも所定値低下した閾値を設定する
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
  3. 請求項２記載の接触判定処理装置において、
    前記所定の部材は、該所定の部材を加熱するヒータを備え、
    前記閾値変更部は、前記ヒータが駆動されてから所定時間が経過した場合又は前記所定の温度に達した場合に、前記所定値低下させていた閾値を、前記所定の温度以上の場合の閾値に戻す
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の接触判定処理装置において、
    前記接触センサは、前記所定の部材である前記車両の走行方向を操舵するステアリングホイールに設けられている
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
  5. 請求項４記載の接触判定処理装置において、
    前記接触判定部は、前記接触センサの前記出力が前記閾値である第１閾値以上の場合に前記乗員が前記ステアリングホイールに接触していると判定し、前記接触センサの前記出力が前記第１閾値よりも高い第２閾値以上の場合に前記乗員が前記ステアリングホイールを把持していると判定し、
    前記閾値変更部は、前記温度検出部の前記結果に応じて前記第１及び第２閾値の両方を変更する
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
  6. 請求項５記載の接触判定処理装置において、
    前記車両の車線維持制御機能の有効と無効を切り換える切換部を備え、
    前記切換部は、前記接触判定部が前記ステアリングホイールに前記乗員が接触していると判定した場合に、前記車線維持制御機能の有効状態を維持する
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
  7. 請求項５記載の接触判定処理装置において、
    前記車両の操舵及び加減速を自動で制御する自動運転モードと、前記操舵及び加減速を前記乗員の手動操作により行う手動運転モードとを切り換えるモード切換部を有し、
    前記モード切換部は、前記接触判定部が前記ステアリングホイールを前記乗員が把持していると判定した場合に、前記自動運転モードから前記手動運転モードへ切換可能と判定する運転交代判定部を有する
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
  8. 請求項７記載の接触判定処理装置において、
    前記モード切換部は、前記自動運転モードから前記手動運転モードへと切り換える条件が成立した場合に、前記ステアリングホイールの把持を前記乗員に促す
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
  9. 請求項７記載の接触判定処理装置において、
    前記モード切換部は、前記自動運転モード中に前記乗員が前記手動運転モードを選択した場合に、前記ステアリングホイールの把持を前記乗員に促す
    ことを特徴とする接触判定処理装置。
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