JP2018120757A - グリップセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で誤検知の発生を抑えたグリップセンサを提供する。
【解決手段】グリップセンサ１００は、ステアリングホイール２００のリム２１０に取り付けられ、手との間の静電容量に応じた信号を出力する複数のセンサ１１１と、複数のセンサ１１１のうちの互い隣り合う少なくとも２つのセンサ１１１のそれぞれの信号に基づく計測値を積算することにより積算値を算出する計算部１２２と、算出された積算値と閾値Ｔａとを比較することによって、リム２１０が把持されたか否かを判定する把持判定処理を行う判定部１２３とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば車両のステアリングホイールなどの把持を検出するグリップセンサに関する。

従来、ステアリングホイール上の手の位置を検出する方法およびそのステアリングホイールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１は、特許文献１のステアリングホイールを示す図である。

このステアリングホイール１００１には、手の位置を検出するセンサ１００７および１００９が取り付けられている。センサ１００７は、複数のセグメント１０１３に分割され、センサ１００９は、複数のセグメント１０１５に分割されている。つまり、センサ１００９の複数のセグメント１０１５は、ステアリングホイール１００１の内側に、そのステアリングホイール１００１の周方向に沿って取り付けられている。また、センサ１００７の複数のセグメント１０１３は、ステアリングホイール１００１の外側に、そのステアリングホイール１００１の周方向に沿って取り付けられている。

このようなステアリングホイール１００１は、手によるステアリングホイールの把持を検出するグリップセンサとして利用することができる。

特許第５００９４７３号公報

しかし、このグリップセンサでは、ステアリングホイール１００１が把持されている位置（以下、把持位置という）を精度よく検出することができるが、ステアリングホイール１００１の構造が複雑である。つまり、把持位置の検出に対して高い精度が要求されていない場合にまで、センサ１００７の多くのセグメント１０１３と、センサ１００９の多くのセグメント１０１５とを配置すると、ステアリングホイール１００１の構造が複雑になってしまう。

そのため、ステアリングホイールの周方向に沿ってそのステアリングホイールに取り付けられる複数のセンサを、把持位置の検出に必要な精度に応じた数だけ備えた構成のグリップセンサが考えられる。しかし、このような構成では、誤検知が発生してしまう可能性があるという課題がある。

例えば、ステアリングホイールが把持されたときに、手や指が互いに隣り合うセンサに跨って配置される場合がある。このような場合には、その互いに隣り合うセンサのそれぞれの出力値が小さいために、ステアリングホイールが把持されていないと判断してしまう、すなわち、誤検知が発生してしまうことがある。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で誤検知の発生を抑えたグリップセンサを提供する。

本発明の一態様に係るグリップセンサは、取付対象物に取り付けられ、手との間の静電容量に応じた信号を出力する複数のセンサと、前記複数のセンサのうちの互い隣り合う少なくとも２つのセンサのそれぞれの前記信号に基づく計測値を積算することにより積算値を算出する計算部と、算出された前記積算値と第１の閾値とを比較することによって、前記取付対象物が把持されたか否かを判定する把持判定処理を行う判定部とを備える。具体的には、前記計算部は、前記複数のセンサのそれぞれの前記信号に基づく計測値を全て積算することによって、前記積算値を算出してもよい。例えば、取付対象物は車両のステアリングホイールである。

これにより、取付対象物において、１つのセンサが取り付けられている部位と、その隣のセンサが取り付けられている部位とに跨って手が配置された場合でも、それらのセンサの積算値と第１の閾値との比較によって、把持が判定される。したがって、１つのセンサの計測値が小さいために、把持されていないと誤って判定してしまうことを抑えることができる。また、把持位置の検出に対して高い精度が要求されていない場合には、取付対象物に多くのセンサが取り付けられていなくても、各センサの計測値を用いることによって、取付対象物のセンサが取り付けられている部位ごとに、手の位置を検出することができる。したがって、簡単な構成で誤検知の発生を抑えることができる。

また、前記計算部は、さらに、前記取付対象物において環状に配列されている前記複数のセンサのそれぞれで、当該センサの前記信号に基づく計測値と、前記複数のセンサのうちの、前記環状の周方向に当該センサと隣り合う他のセンサの前記信号に基づく計測値とを、加算することによって加算値を算出し、前記判定部は、さらに、前記把持判定処理の後に、前記取付対象物の何れの部位が把持されたかを判定する位置判定処理を行い、前記位置判定処理では、前記取付対象物において環状に配列されている前記複数のセンサのそれぞれで、（ａ）当該センサの前記信号に基づく計測値と第２の閾値とを比較することによって、前記取付対象物において当該センサが取り付けられている部位が把持されたか否かを判定し、（ｂ）当該センサに対して算出された前記加算値と第３の閾値と比較することによって、前記取付対象物において当該センサが取り付けられている部位と、前記他のセンサが取り付けられている部位との境界が把持されたか否かを判定してもよい。

これにより、複数のセンサのそれぞれで、センサの計測値と第２の閾値との比較によって、そのセンサの部位が把持されたか否かが判定される。さらに、複数のセンサのそれぞれで、センサの計測値とその隣のセンサの計測値との加算値と、第３の閾値との比較によって、そのセンサの部位と隣のセンサの部位との境界が把持されたか否かが判定される。したがって、取付対象物に取り付けられるセンサの数が少なくても、取付対象物を把持する手の位置を高精度に検出することができる。

例えば、前記第３の閾値は、前記第２の閾値と等しくてもよい。

これにより、取付対象物においてセンサが取り付けられている部位での把持に対する感度と、取付対象物における２つの部位の境界での把持に対する感度とが同じである場合に、取付対象物を把持する手の位置を高精度に検出することができる。

または、前記第３の閾値は、前記第２の閾値よりも小さくてもよい。

これにより、取付対象物においてセンサが取り付けられている部位での把持に対する感度よりも、取付対象物における２つの部位の境界での把持に対する感度が低い場合に、取付対象物を把持する手の位置を高精度に検出することができる。

また、前記複数のセンサは、５つ以上のセンサであって、前記計算部は、前記５つ以上のセンサのそれぞれの前記信号によって示される出力値のうち、絶対値が最小の出力値を用いて、前記５つ以上のセンサのそれぞれの前記出力値を補正することによって、前記５つ以上のセンサのそれぞれの補正値を前記計測値として算出してもよい。

これにより、５つ以上のセンサが取付対象物に取り付けられているため、取付対象物における２つの部位の境界が左手によって把持され、さらに、他の２つの部位の境界が右手によって把持されても、取付対象物には、把持されておらず、かつ、センサが取り付けられている部位が残されている。この把持されていない部位のセンサは、キャリブレーション後の出力値の変化量（以下、出力変化量という）の絶対値が最小となる出力値を示す信号を出力すると想定できる。また、この出力変化量の絶対値が最小の出力値は、５つ以上のセンサの周囲温度などの環境の変動にも応じた値であって、５つ以上のセンサの信号に共通なノイズ成分を含んでいると考えられる。したがって、この出力変化量の絶対値が最小となる出力値を用いて、５つ以上のセンサのそれぞれの出力値が補正されることによって、把持のみに起因する値を計測値として取得することができる。つまり、Ｓ／Ｎを向上することができる。そして、この計測値に基づいて把持判定処理が行われることによって、誤検知の発生をより抑制することができる。または、その計測値に基づいて位置判定処理が行われることによって、取付対象物を把持する手の位置をより高精度に検出することができる。

また、前記５つ以上のセンサのうちの少なくとも１つのセンサは、前記取付対象物であるステアリングホイールのスポークに取り付けられ、残りのセンサは、前記ステアリングホイールのリムに取り付けられてもよい。

これにより、通常、スポークは把持されないため、センサが取り付けられている複数の部位のうち、把持されていない部位がステアリングホイールに残されている確率を向上することができる。その結果、各センサの出力値を補正するための、出力変化量の絶対値が最小の出力値を、適切に取得することができる。

また、前記判定部は、さらに、前記絶対値が最小の出力値と第４の閾値とを比較することによって、異常があるか否かを判定する異常判定処理を行ってもよい。

これにより、例えば、ステアリングホイールである取付対象物に人が覆いかぶさってしまうことによって、全てのセンサのそれぞれの出力値の絶対値が第４の閾値よりも大きくなった場合には、異常があると判定することができる。

また、前記判定部は、さらに、算出された前記積算値と第４の閾値とを比較することによって、異常があるか否かを判定する異常判定処理を行ってもよい。

これにより、例えば、ステアリングホイールである取付対象物に人が覆いかぶさってしまうことによって、全てのセンサの積算値が第４の閾値よりも大きくなった場合には、異常があると判定することができる。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明のグリップセンサは、簡単な構成で誤検知の発生を抑えることができる。

図１は、従来のステアリングホイールを示す図である。 図２は、実施の形態におけるグリップセンサが配置された車両の車室の一例を示す図である。 図３Ａは、実施の形態におけるグリップセンサの一部の構成例を示す図である。 図３Ｂは、実施の形態におけるグリップセンサの一部の他の構成例を示す図である。 図４は、実施の形態におけるセンサが取り付けられたリムの断面の一例を示す図である。 図５は、実施の形態におけるステアリングホイールのセンサが取り付けられている部位を示す図である。 図６は、実施の形態におけるグリップセンサの構成例を示すブロック図である。 図７Ａは、実施の形態における５つのセンサのそれぞれの出力値の変化の一例を示す図である。 図７Ｂは、実施の形態における５つのセンサのそれぞれの出力値の変化の一例を示す図である。 図７Ｃは、実施の形態における５つのセンサのそれぞれの出力値の変化の一例を示す図である。 図８は、実施の形態における４つのセンサのそれぞれの補正値の変化の一例を示す図である。 図９は、実施の形態における５つのセンサの積算値の変化の一例を示す図である。 図１０は、実施の形態におけるグリップセンサの全体の処理動作を示すフローチャートである。 図１１は、実施の形態におけるグリップセンサの把持判定処理の詳細な一例を示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態におけるグリップセンサの把持判定処理の詳細な他の例を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態におけるグリップセンサの位置判定処理の詳細な一例を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態の変形例におけるグリップセンサの把持判定処理の詳細な一例を示すフローチャートである。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

（実施の形態）
図２は、本実施の形態におけるグリップセンサが配置された車両の車室の一例を示す図である。

車両１は、ステアリングホイール２００、スピーカ３０１、および液晶ディスプレイ等の表示装置３０２を備えている。スピーカ３０１および表示装置３０２は例えば注意喚起装置として構成される。

ステアリングホイール２００は、車両１を操舵するためのものである。ステアリングホイール２００は、リング形状を有するリム２１０と、リム２１０の内周面に一体的に形成された略Ｔ字状のスポーク２０２と、スポーク２０２の中央部に配置されたホーンスイッチ（図示せず）を覆うホーンスイッチカバー２０３とを有している。

グリップセンサ１００は、手によるステアリングホイール２００の把持を検出する装置であって、図２に示すように、車両１のステアリングホイール２００に備えられている。具体的には、グリップセンサ１００は、ステアリングホイール２００のリム２１０に埋設される複数のセンサからなるセンサ群１１０と、センサ群１１０からの信号に基づいて把持を検出する制御回路部１２０と、センサ群１１０と制御回路部１２０を電気的に接続するハーネス１３０とを備えている。制御回路部１２０は、例えばスポーク２０２に埋設されている。このようなグリップセンサ１００は、ステアリングホイール２００のリム２１０の把持を検出する。

センサ群１１０では、車両１の運転者がステアリングホイール２００のリム２１０を把持しているか否かに応じて静電容量が変化する。制御回路部１２０は、そのセンサ群１１０の静電容量に応じた値を計測し、その値に基づいて、運転者の手によるリム２１０の把持を検出する。そして、制御回路部１２０は、車両１が運転されているにもかかわらず、把持を検出していない場合には、運転者への注意喚起を注意喚起装置に実行させる。例えば、注意喚起装置のスピーカ３０１は、警告音または音声によって、運転者に注意を喚起する。表示装置３０２は、運転者にステアリングホイール２００をしっかり握るように促す注意喚起のメッセージを表示する。これにより、交通事故を減少させることができる。

図３Ａは、本実施の形態におけるグリップセンサ１００の一部の構成例を示す図である。

グリップセンサ１００は、上述のように、センサ群１１０と、制御回路部１２０と、ハーネス１３０とを備える。センサ群１１０は、複数のセンサ１１１からなる。センサ１１１は、図３Ａに示すように、基材１１２に保持されている。

基材１１２は、例えば不織布からなり長尺状に形成されている。なお、本実施の形態では、その基材１１２の長手方向をＸ軸方向と称し、基材１１２に平行な面においてＸ軸方向と垂直な方向をＹ軸方向と称す。また、Ｙ軸方向における、基材１１２の一端側（図３Ａの下端側）を負側と称し、他端側（図３Ａの上端側）を正側と称す。同様に、Ｘ軸方向における、基材１１２の一端側（図３Ａの左端側）を負側と称し、他端側（図３Ａの右端側）を正側と称す。

センサ１１１は、金属線（例えば銅線）として、ジグザグ形状のパターンが形成されるように、基材１１２に縫い付けられている。また、センサ１１１の一端は開放され、他端は制御回路部１２０に電気的に接続されている。

センサ１１１は、基材１１２の長手方向に沿うようにその基材１１２に縫い付けられている。具体的には、センサ１１１では、Ｘ軸方向に沿う直線状の複数の線部のそれぞれが互いにＹ軸方向に略等間隔だけ離れるように配列され、その複数の線部のそれぞれは、互いに隣の線部と直列に接続されている。このような複数の線部の配列および接続によってジグザグ形状のパターンが形成されている。

なお、センサ１１１は、基材１１２に縫い付けられているが、熱圧着などによって基材１１２に固定されていてもよい。

図３Ｂは、本実施の形態におけるグリップセンサ１００の一部の他の構成例を示す図である。

センサ１１１のパターンは、図３Ａに示す例に限らず、どのようなパターンであってもよい。例えば、図３Ｂに示すように、センサ１１１における、Ｙ軸方向に沿う直線状の複数の線部のそれぞれが、互いにＸ軸方向に略等間隔だけ離れるように配列され、その複数の線部のそれぞれが、互いに隣の線部に直列に接続されていてもよい。

図４は、センサ１１１が取り付けられたリム２１０の断面の一例を示す図である。

リム２１０は、金属製の円環状の芯である芯金２１０ｂと、その芯金２１０ｂを覆うウレタン樹脂などからなる樹脂層２１０ａとを有する。

図３Ｂに示すようにセンサ１１１が縫い付けられた基材１１２は、そのセンサ１１１と反対側の面が樹脂層２１０ａ側に向くように、樹脂層２１０ａに巻き付けられる。なお、このように巻き付けられた基材１１２におけるセンサ１１１側の面は、革、木材、または樹脂等からなる表層によって覆われる。

リム２１０に配置されるセンサ１１１は、芯金２１０ｂとの間に静電容量を形成する。この静電容量は比較的小さい。ここで、リム２１０においてセンサ１１１が配置されている部位が、運転者の手によって把持されると、センサ１１１とその手との間にも静電容量が形成される。したがって、制御回路部１２０は、その静電容量に応じてセンサ１１１から出力される信号から、手によるリム２１０の把持を検出することができる。

このように、本実施の形態におけるグリップセンサ１００は、それぞれ取付対象物であるステアリングホイール２００のリム２１０に取り付けられ、手との間の静電容量に応じた信号を出力する複数のセンサ１１１を備える。なお、図３Ａ、図３Ｂおよび図４に示すセンサ１１１のパターンなどは一例であって、どのようなパターンであってもよい。

図５は、ステアリングホイール２００におけるセンサ１１１が取り付けられている部位を示す図である。なお、図５では、ステアリングホイール２００を簡略化して、リム２１０の外観のみを示す。

例えば、センサ群１１０は５つのセンサ１１１からなる。この場合、図５の（ａ）に示すように、ステアリングホイール２００のリム２１０は、それぞれセンサ１１１が取り付けられる第１〜第５の部位２１１〜２１５からなる。舵角が０であるときのステアリングホイール２００において、第１の部位２１１は左上側にあり、第２の部位２１２は左下側にあり、第３の部位２１３は右下側にあり、第４の部位２１４は右上側にあり、第５の部位２１５は上側にある。なお、ステアリングホイール２００の舵角が０であるときには、車両１は直進する。

ここで、図５の（ｂ）に示すように、運転者の左手が第１の部位２１１を把持し、右手が第４の部位２１４を把持する。このとき、第１の部位２１１に取り付けられているセンサ１１１は、運転者の左手による把持に応じた信号を出力し、第４の部位２１４に取り付けられているセンサ１１１は、運転者の右手による把持に応じた信号を出力する。

また、図５の（ｃ）に示すように、運転者の左手が第１の部位２１１と第２の部位２１２との境界を把持し、運転者の右手が第３の部位２１３と第４の部位２１４との境界を把持する。すなわち、左手は、第１の部位２１１と第２の部位２１２とに跨り、右手は、第３の部位２１３と第４の部位２１４とに跨る。このとき、第１の部位２１１に取り付けられているセンサ１１１は、運転者の把持している左手の一部のみによって生じる静電容量に応じた信号を出力するため、その信号によって示される出力変化量の絶対値は、図５の（ｂ）に示す場合の出力変化量の絶対値よりも小さい。第２の部位２１２、第３の部位２１３、および第４の部位２１４のそれぞれに取り付けられたセンサ１１１も、同様に、運転者の把持している手の一部のみによって生じる静電容量に応じた信号を出力するため、その信号によって示される出力変化量の絶対値は小さい。

本実施の形態における制御回路部１２０は、このように隣り合う部位の境界が把持された場合であっても、境界以外の部位が把持された場合と同様に、運転者の手によるリム２１０の把持を適切に検出する。

図６は、グリップセンサ１００の構成例を示すブロック図である。

グリップセンサ１００は、５つのセンサ１１１と、制御回路部１２０とを備える。制御回路部１２０は、信号処理部１２１と、計算部１２２と、判定部１２３とを備える。

信号処理部１２１は、５つのセンサ１１１から出力される信号のそれぞれが示す出力値に対して周期的に信号処理を行う。例えば、信号処理はキャリブレーションである。つまり、車両１のイグニッションスイッチがオンされると、信号処理部１２１は、そのときの５つのセンサ１１１の出力変化量を０に設定（すなわちキャリブレーション）する。また、信号処理部１２１は、センサ１１１ごとに、周期的にその出力値を取得し、複数の出力値からフィルタ処理を行う。出力変化量は手や指による把持やタッチによる出力値の変化分、および周囲温度などの環境の変化による出力値の変化分を示す。なお、この信号処理部１２１は、リム２１０が運転者によって把持されたときには、リム２１０の把持されている部位にあるセンサ１１１から正の出力変化量を取得する。つまり、本実施の形態において、出力変化量は正の値である。

計算部１２２は、５つのセンサ１１１のそれぞれの信号処理後の出力値を用いて計算を行い、その計算によって得られた値を判定部１２３に出力する。具体的には、計算部１２２は、５つのセンサ１１１のうちの互い隣り合う少なくとも２つのセンサ１１１のそれぞれの信号に基づく計測値を積算することにより積算値を算出する。より具体的には、５つのセンサ１１１の全ての信号に基づく計測値を積算することによって、積算値を算出する。そして、計算部１２２は、その積算値を判定部１２３に出力する。ここで、計測値は、出力値または出力変化量であってもよく、補正された出力値または補正された出力変化量（以下、補正値という）であってもよい。計測値が、補正値である場合、計算部１２２は、５つセンサ１１１のそれぞれの信号によって示される出力値のうち、出力変化量の絶対値が最小となる出力値を用いて、５つセンサ１１１のそれぞれの出力値を補正することによって、５つセンサ１１１のそれぞれの補正値を算出する。

また、計算部１２２は、取付対象物であるステアリングホイール２００のリム２１０において環状に配列されている５つのセンサ１１１のそれぞれで、加算値を算出する。つまり、計算部１２２は、５つのセンサ１１１のそれぞれで、そのセンサ１１１の信号に基づく計測値と、環状の周方向の一方側にそのセンサ１１１と隣り合う他のセンサ１１１の信号に基づく計測値とを、加算することによって加算値を算出する。そして、計算部１２２は、その加算値を判定部１２３に出力する。

判定部１２３は、上述の積算値と第１の閾値とを比較することによって、取付対象物であるステアリングホイール２００のリム２１０が把持されたか否かを判定する把持判定処理を行う。さらに、判定部１２３は、その把持判定処理の後に、取付対象物の何れの部位が把持されたかを判定する位置判定処理を行う。この位置判定処理では、判定部１２３は、取付対象物において環状に配列されている５つのセンサ１１１のそれぞれについて、２つの判定を行う。すなわち、１つ目の判定では、判定部１２３は、そのセンサ１１１の信号に基づく計測値と第２の閾値とを比較することによって、取付対象物においてそのセンサ１１１が取り付けられている部位が把持されたか否かを判定する。２つ目の判定では、判定部１２３は、そのセンサ１１１に対して算出された加算値と第３の閾値と比較することによって、取付対象物においてそのセンサ１１１が取り付けられている部位と、上述の他のセンサ１１１が取り付けられている部位との境界が把持されたか否かを判定する。

図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、５つのセンサ１１１のそれぞれの出力値の変化の一例を示す図である。ここで、５つのセンサ１１１のうち、リム２１０における第１の部位２１１に取り付けられているセンサ１１１を、センサ［１］と記載し、第２の部位２１２に取り付けられているセンサ１１１を、センサ［２］と記載する。同様に、リム２１０における第３の部位２１３、第４の部位２１４、および第５の部位２１５のそれぞれに取り付けられているセンサ１１１を、センサ［３］、センサ［４］、およびセンサ［５］と記載する。また、出力値は、上述の信号処理後の値である。

図７Ａに示す例では、センサ［１］〜［５］のそれぞれの出力値が、例えば周囲温度などの環境の変化によって、時刻ｔ１からゆっくりと上昇している。また、図７Ｂに示す例のように、センサ［１］〜［５］のそれぞれの出力値が、環境の変化によって、時刻ｔ１から上昇して閾値を超えることがある。このような場合、各センサ１１１の出力値と閾値とを単純に比較するだけでは、運転者がリム２１０を把持していないにもかかわらず、周囲温度などの環境の変化によって、把持を誤って検出してしまうことがある。

図７Ｃに示す例では、上述と同様に、環境の変化によって、センサ［１］〜［５］のそれぞれの出力値が、時刻ｔ１からゆっくりと上昇する。ここで、例えば図５の（ｃ）に示すように、運転者が第１の部位２１１と第２の部位２１２との境界を一時的に把持するとともに、第３の部位２１３と第４の部位２１４との境界を一時的に把持する。このとき、センサ［１］〜［４］のそれぞれの出力値が、一時的に上昇する。しかし、運転者がリム２１０を把持していないときにも、センサ［１］〜［５］のそれぞれの出力値が上昇しているため、例えばセンサ［４］の出力値が閾値を超えてしまうことがある。このような場合にも、各センサ１１１の出力値と閾値とを単純に比較するだけでは、運転者がリム２１０を把持していないにもかかわらず、周囲温度などの環境の変化によって、把持を誤って検出してしまうことがある。

そこで、本実施の形態では、計算部１２２は、上述のように、センサ［１］〜［５］のそれぞれの信号によって示される出力値のうち、出力変化量の絶対値が最小となる出力値を用いて、センサ［１］〜［５］のそれぞれの出力値を補正する。これにより、センサ［１］〜［５］のそれぞれの補正値が算出される。

図８は、４つのセンサ１１１のそれぞれの補正値の変化の一例を示す図である。例えば、５つのセンサ１１１の出力値が、図７Ｃに示す例のように変化している場合、計算部１２２は、センサ［１］〜［５］のそれぞれの出力値のうち、センサ［５］の出力値を、出力変化量の絶対値が最小となる出力値として選択する。そして、計算部１２２は、センサ［１］〜［５］のそれぞれの出力値のそれぞれから、センサ［５］の出力値を減算することによって、センサ［１］〜［５］のそれぞれの出力値を補正する。この補正された出力値を補正値と称し、出力値および補正値を総称して計測値という。この補正値は、周囲温度などの環境による影響を受けない値である。なお、上述の例の場合、センサ［５］の補正値は０である。

本実施の形態では、判定部１２３が、把持判定処理または位置判定処理において、センサ［１］〜［５］のそれぞれの補正値を用いた処理を行うことによって、周囲温度などの環境の変化による影響を受けることなく、適切に把持または把持位置を検出することができる。ここで、図８に示すように、各センサ１１１の補正値は、２つの出力値の差分である。判定部１２３が把持判定処理を行うために、計算部１２２は、センサ［１］〜［５］のそれぞれの補正値を積算することによって積算値を算出する。

図９は、センサ［１］〜［５］の積算値の変化の一例を示す図である。

積算値は、運転者によるステアリングホイール２００のリム２１０の把持によって大きく上昇する。したがって、判定部１２３は、補正値の値が小さくても、積算値に閾値を設けることによって、閾値を超える積算値が得られたときに、ステアリングホイール２００のリム２１０が把持されたことを適切に検出することができる。

また、本実施の形態では、センサ群１１０が奇数個のセンサ１１１を備え、そのうちの１つのセンサ１１１を、リム２１０の上部に取り付けている。リム２１０の上部は、リム２１０の各部位のうち運転者によって最も把持され難い部位であるため、その上部に取り付けられているセンサ１１１を、出力変化量の絶対値が最小の出力値を示す信号を出力するセンサとして有効に用いることができる。

なお、積算値は、全てのセンサ１１１の補正値が積算された値でなくてもよく、互いに隣り合うセンサ［２］とセンサ［３］のそれぞれの補正値が積算された値であってもよい。このような積算値であっても、図５の（ｃ）に示すように、運転者がリム２１０の第１の部位２１１と第２の部位２１２との境界を左手で把持したときには、その把持を適切に検出することができる。また、積算値は、各センサの補正値が積算された値であっても、各センサの出力値が積算された値であってもよい。

図１０は、本実施の形態におけるグリップセンサ１００の全体の処理動作を示すフローチャートである。

グリップセンサ１００は、まず、運転者によってステアリングホイール２００のリム２１０が把持されたか否かを判定する把持判定処理を行う（ステップＳ１００）。この把持判定処理において、把持されたと判定すると、つまり、運転者によるリム２１０の把持を検出すると、グリップセンサ１００は、リム２１０の何れの部位が把持されたかを判定する位置判定処理を行う（ステップＳ２００）。

図１１は、本実施の形態におけるグリップセンサ１００の把持判定処理の詳細な一例を示すフローチャートである。

グリップセンサ１００の計算部１２２は、センサ［１］〜［ｎ］のそれぞれで、信号処理部１２１を介してセンサ［ｉ］から、センサ［ｉ］の出力値Ｄｉを取得する（ループＡのステップＳ１０１）。なお、ｉは、１〜ｎまでの整数の変数であって、ｎは、２以上の整数であり、上述の例では５である。また、ステップＳ１０１では、出力値Ｄｉを取得しているが、これは、センサ［ｉ］の出力変化量として取得してもよい。以下、出力値Ｄｉを取得した場合について説明する。

次に、計算部１２２は、そのセンサ［１］〜［ｎ］のそれぞれの出力値Ｄｉを積算することによって、積算値Ｓを算出する（ステップＳ１０２）。次に、判定部１２３は、その積算値Ｓが閾値Ｔａ（すなわち第１の閾値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、積算値Ｓが閾値Ｔａよりも大きいと判定すると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、判定部１２３は、運転者によるステアリングホイール２００のリム２１０の把持を検出する（ステップＳ１０４）。一方、積算値Ｓが閾値Ｔａ以下であると判定すると（ステップＳ１０３のＮｏ）、判定部１２３は、運転者によってステアリングホイール２００のリム２１０が把持されていないこと、つまり非把持を検出する（ステップＳ１０５）。

このように、本実施の形態では、計算部１２２は、複数のセンサ１１１のそれぞれの信号の出力値Ｄｉを積算することによって、積算値を算出する。そして、判定部１２３は、算出された積算値と第１の閾値とを比較することによって、リム２１０が把持されたか否かを判定する。

これにより、リム２１０において、１つのセンサ１１１が取り付けられている部位と、その隣のセンサ１１１が取り付けられている部位とに跨って手が配置された場合でも、それらのセンサ１１１の積算値Ｓと第１の閾値Ｔａとの比較によって、把持が判定される。したがって、周囲温度などの環境の変化が出力値に影響を与えていない場合には、誤検知の発生を抑えることができる。つまり、２つのセンサ１１１に跨って把持することに起因して、１つのセンサ１１１の出力値が小さくなるために、把持されていないと誤って判定してしまうことを抑えることができる。

図１２は、本実施の形態におけるグリップセンサ１００の把持判定処理の詳細な他の例を示すフローチャートである。

グリップセンサ１００の計算部１２２は、センサ［１］〜［ｎ］のそれぞれで、信号処理部１２１を介してセンサ［ｉ］から、センサ［ｉ］の出力値Ｄｉを取得する（ループＡのステップＳ１０１）。次に、計算部１２２は、センサ［１］〜［ｎ］のそれぞれから取得された、ｎ個の出力値Ｄｉの中から最小出力値Ｄｍｉｎを選択する（ステップＳ１１１）。なお、最小出力値Ｄｍｉｎは、出力変化量の絶対値が最小となる出力値である。判定部１２３は、最小出力値Ｄｍｉｎが閾値Ｔｂ（すなわち第４の閾値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ここで、最小出力値Ｄｍｉｎが閾値Ｔｂよりも大きいと判定すると（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、判定部１２３は、異常を検出する（ステップＳ１１３）。

一方、計算部１２２は、判定部１２３によって、最小出力値Ｄｍｉｎが閾値Ｔｂ以下であると判定されると（ステップＳ１１２のＮｏ）、センサ［１］〜［ｎ］のそれぞれの補正値ΔＳｉを算出する（ループＢのステップＳ１１４）。つまり、計算部１２２は、センサ［１］〜［ｎ］のそれぞれで、センサ［ｉ］の出力値Ｄｉから最小出力値Ｄｍｉｎを減算することによって、補正値ΔＳｉを算出する。そして、計算部１２２は、センサ［１］〜［ｎ］のそれぞれの補正値ΔＳｉを積算することによって、積算値Ｓｄを算出する（ステップＳ１１５）。

次に、判定部１２３は、その積算値Ｓｄが閾値Ｔａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１６）。ここで、積算値Ｓｄが閾値Ｔａよりも大きいと判定すると（ステップＳ１１６のＹｅｓ）、判定部１２３は、運転者によるステアリングホイール２００のリム２１０の把持を検出する（ステップＳ１１７）。一方、積算値Ｓｄが閾値Ｔａ以下であると判定すると（ステップＳ１１６のＮｏ）、判定部１２３は、運転者によってステアリングホイール２００のリム２１０が把持されていないこと、つまり非把持を検出する（ステップＳ１１８）。

このように、本実施の形態では、判定部１２３は、ステップＳ１１２において、最小出力値Ｄｍｉｎと第４の閾値Ｔｂとを比較することによって、異常があるか否かを判定する異常判定処理を行う。

これにより、例えば、取付対象物であるステアリングホイール２００に人が覆いかぶさってしまい、全てのセンサ１１１のそれぞれの出力値が第４の閾値Ｔｂよりも大きい場合には、異常があると判定することができる。

また、本実施の形態では、計算部１２２は、複数のセンサ１１１のそれぞれの信号に基づく補正値ΔＳｉを積算することによって、積算値を算出する。そして、判定部１２３は、算出された積算値と第１の閾値Ｔａとを比較することによって、リム２１０が把持されたか否かを判定する。

これにより、リム２１０において、１つのセンサ１１１が取り付けられている部位と、その隣のセンサ１１１が取り付けられている部位とに跨って手が配置された場合でも、それらのセンサ１１１の積算値Ｓｄと第１の閾値Ｔａとの比較によって、把持が判定される。したがって、周囲温度などの環境の変化が出力値に影響を与えている場合であっても、図１１に示す処理動作と同様、誤検知の発生を抑えることができる。

図１３は、本実施の形態におけるグリップセンサ１００の位置判定処理の詳細な一例を示すフローチャートである。

グリップセンサ１００の判定部１２３は、変数ｉを１に初期化し（ステップＳ２０１）、センサ［ｉ］の補正値ΔＳｉが閾値Ｔｃ（すなわち第２の閾値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、補正値ΔＳｉが閾値Ｔｃよりも大きいと判定すると（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、判定部１２３は、リム２１０においてセンサ［ｉ］が取り付けられている部位が把持されたことを検出する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０１で補正値ΔＳｉが閾値Ｔｃ以下であると判定されたとき（ステップＳ２０２のＮｏ）、または、ステップＳ２０３の処理が行われた後には、判定部１２３は、変数ｉをインクリメントする（ステップＳ２０４）。そして、判定部１２３は、その変数ｉがｎ以下であるか否かを判定し（ステップＳ２０５）、ｎ以下であると判定すると（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、ステップＳ２０２からの処理を繰り返し実行する。

一方、判定部１２３は、その変数ｉがｎ以下でないと判定すると（ステップＳ２０５のＮｏ）、再び変数ｉを１に初期化する（ステップＳ２０６）。次に、判定部１２３は、センサ［ｉ］の補正値ΔＳｉと、センサ［ｆ］の補正値ΔＳｆとの加算値が、閾値Ｔｄ（すなわち第３の閾値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、センサ［ｆ］は、リム２１０において環状に配列されているｎ個のセンサ１１１のうち、環状の周方向の一方側にセンサ［ｉ］と隣り合う他のセンサ１１１である。具体的には、センサ［ｉ］がセンサ［１］である場合、センサ［ｆ］はセンサ［２］であり、センサ［ｉ］がセンサ［２］である場合、センサ［ｆ］はセンサ［３］である。また、センサ［ｉ］がセンサ［ｎ］である場合、センサ［ｆ］はセンサ［１］である。

ここで、加算値が閾値Ｔｄよりも大きいと判定すると（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、判定部１２３は、リム２１０におけるセンサ［ｉ］の部位と、センサ［ｆ］の部位との境界が把持されたことを検出する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０７で加算値が閾値Ｔｄ以下であると判定されたとき（ステップＳ２０７のＮｏ）、または、ステップＳ２０８の処理が行われた後には、判定部１２３は、変数ｉをインクリメントする（ステップＳ２０９）。そして、判定部１２３は、その変数ｉがｎ以下であるか否かを判定し（ステップＳ２１０）、ｎ以下であると判定すると（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、ステップＳ２０７からの処理を繰り返し実行する。

このように、本実施の形態では、計算部１２２は、リム２１０において環状に配列されているｎ個のセンサ１１１のそれぞれで、そのセンサ１１１の信号に基づく補正値と、環状の周方向の一方側にそのセンサ１１１と隣り合う他のセンサ１１１の信号に基づく補正値とを、加算することによって加算値を算出する。そして、判定部１２３は、把持判定処理（ステップＳ１００）の後に、ステップＳ２００の位置判定処理を行うときには、その加算値を用いる。つまり、判定部１２３は、位置判定処理では、リム２１０において環状に配列されているｎ個のセンサ１１１のそれぞれで、そのセンサ１１１の信号に基づく補正値と第２の閾値Ｔｃとを比較することによって、リム２１０においてそのセンサ１１１が取り付けられている部位が把持されたか否かを判定する（ステップＳ２０３）。さらに、判定部１２３は、ｎ個のセンサ１１１のそれぞれで、そのセンサ１１１に対して算出された加算値と第３の閾値Ｔｄと比較することによって、リム２１０においてそのセンサ１１１が取り付けられている部位と、他のセンサ１１１が取り付けられている部位との境界が把持されたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。

これにより、ｎ個のセンサ１１１のそれぞれで、センサ１１１の補正値と第２の閾値Ｔｃとの比較によって、そのセンサ１１１の部位が把持されたか否かが判定される。さらに、ｎ個のセンサ１１１のそれぞれで、センサ１１１の補正値とその隣のセンサ１１１の補正値との加算値と、第３の閾値Ｔｄとの比較によって、そのセンサ１１１の部位と隣のセンサ１１１の部位との境界が把持されたか否かが判定される。したがって、取付対象物であるステアリングホイール２００に取り付けられるセンサ１１１の数が少なくても、取付対象物を把持する手の位置を高精度に検出することができる。したがって、簡単な構成で誤検知の発生を抑えることができる。

ここで、第３の閾値Ｔｄは、第２の閾値Ｔｃと等しくてもよい。これにより、リム２１０においてセンサ１１１が取り付けられている部位での把持に対する感度と、リム２１０における２つの部位の境界での把持に対する感度とが同じである場合に、リム２１０を把持する手の位置を高精度に検出することができる。

また、第３の閾値Ｔｄは、第２の閾値Ｔｃよりも小さくてもよい。これにより、リム２１０においてセンサ１１１が取り付けられている部位での把持に対する感度よりも、リム２１０における２つの部位の境界での把持に対する感度が低い場合に、リム２１０を把持する手の位置を高精度に検出することができる。

（変形例）
上記実施の形態では、図１２のステップＳ１１２において、最小出力値Ｄｍｉｎと閾値Ｔｂとを比較することによって、異常があるか否かを判定したが、積算値ＳまたはＳｄと閾値（例えば、第４の閾値）とを比較することによって、異常があるか否かを判定してもよい。

図１４は、本変形例におけるグリップセンサ１００の把持判定処理の詳細な一例を示すフローチャートである。

グリップセンサ１００は、図１１に示す処理動作と同様、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を行う。判定部１２３は、ステップＳ１０３において、積算値Ｓが閾値Ｔａ以下であると判定すると（ステップＳ１０３のＮｏ）、非把持を検出する（ステップＳ１０５）。一方、積算値Ｓが閾値Ｔａよりも大きいと判定すると（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、判定部１２３は、さらに、その積算値Ｓが閾値Ｔｅよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、積算値が閾値Ｔｅよりも小さいと判定すると（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、運転者によるステアリングホイール２００のリム２１０の把持を検出する（ステップＳ１０４）。一方、積算値が閾値Ｔｅ以上であると判定すると（ステップＳ１０６のＮｏ）、異常を検出する（ステップＳ１０７）。

このような積算値Ｓを用いても、例えば、ステアリングホイール２００である取付対象物に人が覆いかぶさってしまった場合には、異常があると判定することができる。なお、積算値Ｓの代わりに、補正値に基づく積算値Ｓｄを用いてもよい。この場合には、周囲温度などの環境の変化による影響を受けることなく、適切に異常を検出することができる。

（その他の変形例）
以上、一つまたは複数の態様に係るグリップセンサについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれてもよい。

例えば、上記実施の形態では、ｎ個（例えば５個）のセンサ１１１の全てがステアリングホイール２００のリム２１０に取り付けられているが、少なくとも１つのセンサ１１１がスポーク２０２に取り付けられていてもよい。つまり、５つ以上のセンサ１１１のうちの１つのセンサ１１１は、取付対象物であるステアリングホイール２００のスポーク２０２に取り付けられ、残りのセンサ１１１は、ステアリングホイール２００のリム２１０に取り付けられる。

これにより、通常、スポーク２０２は把持されないため、センサ１１１が取り付けられている複数の部位のうち、把持されていない部位がステアリングホイール２００に残されている確率を向上することができる。その結果、各センサ１１１の出力値を補正するための、出力変化量の絶対値が最小の出力値を、適切に取得することができる。

また、上記実施の形態では、センサ１１１から信号処理部１２１を介して取得される出力値は正の値であるが、負の値であってもよい。この場合には、負の出力値の代わりに、その出力値の絶対値を用いることによって、上記実施の形態と同様の処理を行うことができる。

また、上記実施の形態では、図１１に示すように、ｎ個のセンサ１１１の全ての出力値Ｄｉの積算値を算出したが、全ての出力値Ｄｉの積算値に限定されることはない。つまり、計算部１２２は、ｎ個のセンサ１１１のうちの互い隣り合う少なくとも２つのセンサ１１１のそれぞれの信号に基づく計測値を積算することにより積算値を算出してもよい。なお、計測値は出力値、出力変化量、または補正値のいずれであってもよい。

また、上記実施の形態では、図１３に示すように、位置判定処理において補正値ΔＳｉを用いたが、補正値ΔＳｉの代わりに出力値Ｄｉを用いてもよい。この場合には、周囲温度などの環境の変化による影響を受けることがない状況において、適切に把持位置を検出することができる。また、この場合には、補正値ΔＳｉを算出する必要がないため、図１１に示す把持判定処理の後に、出力値Ｄｉに基づく位置判定処理を行うことができる。

また、上記実施の形態では、信号処理部１２１は、各センサ１１１の出力値の利得を調整してもよい。例えば、各センサ１１１の大きさまたは形状などによって、センサ１１１自体の把持に対する感度が不均一であったとしても、信号処理部１２１は、利得を調整することによって、感度を均一にしてもよい。

本発明のグリップセンサは、簡単な構成で誤検知の発生を抑えることができるという効果を有し、例えば、車両のステアリングホイールもしくはドアハンドル、またはバイクのグリップなどに適用可能である。

１ 車両
１００ グリップセンサ
１１０ センサ群
１１１ センサ
１１２ 基材
１２０ 制御回路部
１２１ 信号処理部
１２２ 計算部
１２３ 判定部
１３０ ハーネス
２００ ステアリングホイール
２０２ スポーク
２１０ リム
２１１ 第１の部位
２１２ 第２の部位
２１３ 第３の部位
２１４ 第４の部位
２１５ 第５の部位
３０１ スピーカ
３０２ 表示装置
Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ 閾値

Claims (9)

1. 取付対象物に取り付けられ、手との間の静電容量に応じた信号を出力する複数のセンサと、
   前記複数のセンサのうちの互い隣り合う少なくとも２つのセンサのそれぞれの前記信号に基づく計測値を積算することにより積算値を算出する計算部と、
   算出された前記積算値と第１の閾値とを比較することによって、前記取付対象物が把持されたか否かを判定する把持判定処理を行う判定部と
   を備えるグリップセンサ。
2. 前記計算部は、
   前記複数のセンサのそれぞれの前記信号に基づく計測値を全て積算することによって、前記積算値を算出する
   請求項１に記載のグリップセンサ。
3. 前記計算部は、さらに、
   前記取付対象物において環状に配列されている前記複数のセンサのそれぞれで、当該センサの前記信号に基づく計測値と、前記複数のセンサのうちの、前記環状の周方向に当該センサと隣り合う他のセンサの前記信号に基づく計測値とを、加算することによって加算値を算出し、
   前記判定部は、さらに、
   前記把持判定処理の後に、前記取付対象物の何れの部位が把持されたかを判定する位置判定処理を行い、
   前記位置判定処理では、
   前記取付対象物において環状に配列されている前記複数のセンサのそれぞれで、
   （ａ）当該センサの前記信号に基づく計測値と第２の閾値とを比較することによって、前記取付対象物において当該センサが取り付けられている部位が把持されたか否かを判定し、
   （ｂ）当該センサに対して算出された前記加算値と第３の閾値と比較することによって、前記取付対象物において当該センサが取り付けられている部位と、前記他のセンサが取り付けられている部位との境界が把持されたか否かを判定する
   請求項１または２に記載のグリップセンサ。
4. 前記第３の閾値は、前記第２の閾値と等しい
   請求項３に記載のグリップセンサ。
5. 前記第３の閾値は、前記第２の閾値よりも小さい
   請求項３に記載のグリップセンサ。
6. 前記複数のセンサは、５つ以上のセンサであって、
   前記計算部は、
   前記５つ以上のセンサのそれぞれの前記信号によって示される出力値のうち、絶対値が最小の出力値を用いて、前記５つ以上のセンサのそれぞれの前記出力値を補正することによって、前記５つ以上のセンサのそれぞれの補正値を前記計測値として算出する
   請求項１〜５の何れか１項に記載のグリップセンサ。
7. 前記５つ以上のセンサのうちの少なくとも１つのセンサは、前記取付対象物であるステアリングホイールのスポークに取り付けられ、残りのセンサは、前記ステアリングホイールのリムに取り付けられる
   請求項６に記載のグリップセンサ。
8. 前記判定部は、さらに、
   前記絶対値が最小の出力値と第４の閾値とを比較することによって、異常があるか否かを判定する異常判定処理を行う
   請求項６または７に記載のグリップセンサ。
9. 前記判定部は、さらに、
   算出された前記積算値と第４の閾値とを比較することによって、異常があるか否かを判定する異常判定処理を行う
   請求項２に記載のグリップセンサ。
   
   

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