JP2021018693A - Capacitive sensor - Google Patents

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渉 高原
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Abstract

To provide a capacitive sensor capable of suppressing corrosion of sensor electrode by electrocorrosion protection.SOLUTION: A capacitive sensor 100 includes: a surface layer 111 that is touched by a hand; a sensor electrode 112 disposed on the rear surface of surface layer 111; a base material 113, which is arranged on the side opposite to the surface layer 111 side of the sensor electrode 112; a grounded electrode 114 located on the opposite side of the sensor electrode 112 on the base material 113; and a control circuit 121 that is electrically connected to the sensor electrode 112. The control circuit 121 alternately applies a measurement potential when measuring hand contact with sensor electrode 112 and a negative potential with respect to the ground electrode 114 to the sensor electrode 112.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、静電容量センサに関する。 The present disclosure relates to a capacitance sensor.

従来、車両のステアリングホイールに人の手が触れているか否かを検知する静電容量センサが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a capacitance sensor that detects whether or not a human hand is touching the steering wheel of a vehicle has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この静電容量センサは、ユーザの手と触れる革等から形成されるステアリングスキンと、ステアリングスキンの裏面側に配置される静電容量検出電極と、静電容量検出電極から検知信号を受信する制御部とを備える。このような静電容量検出電極は、センサ電極として用いられる。 This capacitance sensor is a control that receives a detection signal from a steering skin formed of leather or the like that comes into contact with the user's hand, a capacitance detection electrode arranged on the back surface side of the steering skin, and a capacitance detection electrode. It has a part. Such a capacitance detection electrode is used as a sensor electrode.

特許第5947919号公報Japanese Patent No. 5947919

しかし、上記特許文献1における静電容量センサでは、ユーザの手がステアリングスキンと接触した状態が続くことで、ステアリングスキンは、高温高湿の状態に置かれる。通常、革で構成されたステアリングスキンは、鞣し工程の際に生じた酸性の残留物を有する。このため、ユーザの手によって与えられた水分は、この残留物を含んだ状態で、静電容量検出電極等に到達する場合がある。この場合、静電容量検出電極等が腐食したり、腐食による静電容量センサの不具合等が発生したりするという課題がある。 However, in the capacitance sensor in Patent Document 1, the steering skin is placed in a high temperature and high humidity state because the user's hand continues to be in contact with the steering skin. Steering skins, usually made of leather, have acidic residues generated during the tanning process. Therefore, the water given by the user's hand may reach the capacitance detection electrode or the like in a state containing this residue. In this case, there is a problem that the capacitance detection electrode or the like is corroded, or the capacitance sensor is defective due to the corrosion.

そこで、本開示は、電気防食によって、センサ電極の腐食を抑制することができる静電容量センサを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a capacitance sensor capable of suppressing corrosion of a sensor electrode by anticorrosion.

本開示の一態様に係る静電容量センサは、手が触れる表層部と、前記表層部の裏面に配置されるセンサ電極と、前記センサ電極の前記表層部側とは反対側に配置される基材と、前記基材の前記センサ電極とは反対側に配置される接地電極と、前記センサ電極と電気的に接続される制御回路とを備え、前記制御回路は、前記センサ電極によって手の接触を測定する際の測定電位と、前記接地電極に対する負電位とを、前記センサ電極に交互に印加する。 The capacitance sensor according to one aspect of the present disclosure includes a surface layer portion to be touched by a hand, a sensor electrode arranged on the back surface of the surface layer portion, and a group arranged on the side of the sensor electrode opposite to the surface layer portion side. A material, a ground electrode arranged on the opposite side of the base material from the sensor electrode, and a control circuit electrically connected to the sensor electrode are provided, and the control circuit is brought into contact with the hand by the sensor electrode. And the negative potential with respect to the ground electrode are alternately applied to the sensor electrode.

なお、この包括的又は具体的な態様は、システム、方法又は集積回路などの任意な組み合わせで実現されてもよい。 It should be noted that this comprehensive or specific embodiment may be realized by any combination of systems, methods, integrated circuits, and the like.

本開示の静電容量センサは、電気防食によって、センサ電極の腐食を抑制することができる。 The capacitance sensor of the present disclosure can suppress corrosion of the sensor electrode by anticorrosion.

図1は、実施の形態における静電容量センサが配置された車両の車室の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a passenger compartment of a vehicle in which a capacitance sensor is arranged according to the embodiment. 図2は、図1のA−A線におけるステアリングカバーが巻き付けられたリムとステアリングカバーとを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a rim around which the steering cover is wound and a steering cover in the line AA of FIG. 図3は、実施の形態における静電容量センサを有するステアリングカバーのリムへの巻き付け方の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of how to wind the steering cover having the capacitance sensor in the embodiment around the rim. 図4は、実施の形態における静電容量センサの構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the capacitance sensor according to the embodiment. 図5は、実施の形態における静電容量センサの制御装置の構成を詳細に記載しブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating in detail the configuration of the control device for the capacitance sensor according to the embodiment. 図6は、実施の形態における静電容量センサの動作を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the capacitance sensor according to the embodiment. 図7Aは、実施の形態における静電容量センサのセンサ電極において、電流経路が縦糸又は横糸に沿って導通する場合を示す模式図である。FIG. 7A is a schematic view showing a case where the current path is conducted along the warp or weft in the sensor electrode of the capacitance sensor according to the embodiment. 図7Bは、実施の形態における静電容量センサのセンサ電極において、電流経路が縦糸と横糸との接点に頼って導通する場合を示す模式図である。FIG. 7B is a schematic view showing a case where the current path of the sensor electrode of the capacitance sensor according to the embodiment relies on the contact point between the warp and the weft to conduct the current. 図8は、変形例における静電容量センサの構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a capacitance sensor in a modified example.

本開示の一態様に係る静電容量センサは、手が触れる表層部と、前記表層部の裏面に配置されるセンサ電極と、前記センサ電極の前記表層部側とは反対側に配置される基材と、前記基材の前記センサ電極とは反対側に配置される接地電極と、前記センサ電極と電気的に接続される制御回路とを備え、前記制御回路は、前記センサ電極によって手の接触を測定する際の測定電位と、前記接地電極に対する負電位とを、前記センサ電極に交互に印加する。 The capacitance sensor according to one aspect of the present disclosure includes a surface layer portion to be touched by a hand, a sensor electrode arranged on the back surface of the surface layer portion, and a group arranged on the side of the sensor electrode opposite to the surface layer portion side. A material, a ground electrode arranged on the opposite side of the base material from the sensor electrode, and a control circuit electrically connected to the sensor electrode are provided, and the control circuit is brought into contact with the hand by the sensor electrode. And the negative potential with respect to the ground electrode are alternately applied to the sensor electrode.

例えば、ユーザの手が表層部に触れることで、ユーザの手によって発生した汗等の水分(例えば、水蒸気)は、表層部の材質に含まれている酸性の残留物が混ざり、酸性の腐食水となることがある。このような腐食水は、静電容量センサの内部に浸透し、センサ電極に到達することがある。この場合、腐食水によってセンサ電極の表面に局部電流が発生し、センサ電極を構成する金属材料がイオン化してしまう。その結果、金属材料が酸化するため、センサ電極は、腐食してしまう。 For example, when the user's hand touches the surface layer, the moisture such as sweat generated by the user's hand (for example, water vapor) is mixed with the acidic residue contained in the material of the surface layer, and the acidic corrosive water. May become. Such corrosive water may permeate the inside of the capacitance sensor and reach the sensor electrodes. In this case, the corrosive water generates a local current on the surface of the sensor electrode, and the metal material constituting the sensor electrode is ionized. As a result, the metal material is oxidized and the sensor electrode is corroded.

しかし、本開示によれば、制御回路は、測定電位と負電位とを交互にセンサ電極へ印加する。つまり、金属材料のpH電位図に基づき、金属材料に負電位を印加することで、金属材料がイオン化するよりも金属材料のままでいる方が安定するので、金属材料のイオン化が抑制される。 However, according to the present disclosure, the control circuit alternately applies the measurement potential and the negative potential to the sensor electrode. That is, by applying a negative potential to the metal material based on the pH potential diagram of the metal material, it is more stable that the metal material remains as it is than that it is ionized, so that the ionization of the metal material is suppressed.

したがって、この静電容量センサでは、電気防食によって、センサ電極の腐食を抑制することができる。その結果、この静電容量センサでは、信頼性を高めることができる。 Therefore, in this capacitance sensor, corrosion of the sensor electrode can be suppressed by anticorrosion. As a result, the reliability of this capacitance sensor can be improved.

特に、制御回路は、センサ電極によって手の接触を測定する際に、負電位をセンサ電極に印加しない。このため、静電容量センサでは、表層部に接触する手を確実に測定することができる。 In particular, the control circuit does not apply a negative potential to the sensor electrodes when measuring hand contact with the sensor electrodes. Therefore, the capacitance sensor can reliably measure the hand in contact with the surface layer portion.

また、本開示の他の態様に係る静電容量センサは、前記制御回路は、前記測定電位を前記センサ電極に印加する第1期間が、前記負電位を前記センサ電極に印加する第2期間より短くする。 Further, in the capacitance sensor according to another aspect of the present disclosure, in the control circuit, the first period in which the measurement potential is applied to the sensor electrode is longer than the second period in which the negative potential is applied to the sensor electrode. shorten.

これによれば、制御回路は、第1期間を第2期間より短くすることで、負電位をセンサ電極に印加する期間を十分に確保することができる。また、一方で、センサ電極によって手の接触を測定する期間も確保することができる。このため、表層部への手の接触を検知するとともに、より確実にセンサ電極の腐食を抑制することができる。 According to this, the control circuit can sufficiently secure the period for applying the negative potential to the sensor electrode by making the first period shorter than the second period. On the other hand, it is possible to secure a period for measuring the contact of the hand by the sensor electrode. Therefore, it is possible to detect the contact of the hand with the surface layer portion and more reliably suppress the corrosion of the sensor electrode.

また、本開示の他の態様に係る静電容量センサにおいて、前記制御回路は、前記測定電位を前記センサ電極に印加することにより前記基材の湿度を推定し、推定した前記湿度が高いほど、前記第1期間を短くするとともに、前記第2期間を長くする。 Further, in the capacitance sensor according to another aspect of the present disclosure, the control circuit estimates the humidity of the base material by applying the measurement potential to the sensor electrode, and the higher the estimated humidity, the higher the humidity. The first period is shortened and the second period is lengthened.

これによれば、基材の湿度(基材に含まれる水分量)の変化によって基材の静電容量が変化するため、その変化量に基づいて、基材の湿度を推定することができる。このため、基材の湿度に応じて第1期間及び第2期間を変更するため、負電位をセンサ電極に印加する第2期間を最適化することができる。つまり、基材の湿度が低ければ、基材中の腐食水が少なくなるため、センサ電極によって手の接触を積極的に測定することで、表層部に接触する手の接触を確実に測定するとともに、センサ電極の腐食を抑制することができる。また、基材の湿度が高ければ、基材中の腐食水が多くなるため、センサ電極への負電位の印加時間(第2期間)を、測定のための第1期間より相対的に長くすることで、手の接触測定を行いつつ、センサ電極の腐食抑制を強化できる。 According to this, since the capacitance of the base material changes according to the change in the humidity of the base material (the amount of water contained in the base material), the humidity of the base material can be estimated based on the change amount. Therefore, since the first period and the second period are changed according to the humidity of the base material, the second period in which the negative potential is applied to the sensor electrode can be optimized. That is, if the humidity of the base material is low, the amount of corrosive water in the base material is reduced. Therefore, by positively measuring the contact of the hand with the sensor electrode, the contact of the hand in contact with the surface layer portion can be reliably measured. , Corrosion of sensor electrodes can be suppressed. Further, if the humidity of the base material is high, the amount of corrosive water in the base material increases, so that the time for applying the negative potential to the sensor electrode (second period) is relatively longer than the first period for measurement. As a result, it is possible to strengthen the corrosion suppression of the sensor electrode while performing the contact measurement of the hand.

また、本開示の他の態様に係る静電容量センサにおいて、前記制御回路は、外部から湿度情報を取得し、取得した前記湿度情報に示される湿度が高いほど、前記第1期間を短くするとともに、前記第2期間を長くする。 Further, in the capacitance sensor according to another aspect of the present disclosure, the control circuit acquires humidity information from the outside, and the higher the humidity shown in the acquired humidity information, the shorter the first period. , The second period is lengthened.

これによれば、例えば、周辺の機器等から取得した湿度情報が示す周囲の湿度に基づいて、負電位をセンサ電極に印加することができる。このため、手が表層部に触れていないときでも、センサ電極の腐食を抑制することできる。 According to this, for example, a negative potential can be applied to the sensor electrode based on the ambient humidity indicated by the humidity information acquired from peripheral devices and the like. Therefore, corrosion of the sensor electrode can be suppressed even when the hand is not touching the surface layer portion.

また、本開示の他の態様に係る静電容量センサにおいて、前記センサ電極は、導電布である。 Further, in the capacitance sensor according to another aspect of the present disclosure, the sensor electrode is a conductive cloth.

例えば、導電布が縦糸及び横糸から構成される場合、縦糸又は横糸に沿って裁断された状態でセンサ電極が配置されれば、電流経路は、縦糸又は横糸に沿って導通するため、センサ電極は、表層部への手の接触を検知することができる。しかし、例えば、縦糸及び横糸に沿って導電布が裁断されていない場合、つまり、縦糸及び横糸と交差する方向に裁断された状態でセンサ電極が配置されている場合、縦糸と横糸との接点に頼った導通を行うため、縦糸及び横糸が腐食により、縦糸と横糸との接点で導通が行われ難くなると、センサ電極が表層部への手の接触を検知することができ難くなる。 For example, when the conductive cloth is composed of warp and weft, if the sensor electrode is arranged in a state of being cut along the warp or weft, the current path is conducted along the warp or weft, so that the sensor electrode is , The contact of the hand with the surface layer can be detected. However, for example, when the conductive cloth is not cut along the warp and the weft, that is, when the sensor electrode is arranged in a state of being cut in the direction intersecting the warp and the weft, the contact point between the warp and the weft Since the reliant conduction is performed, if the warp and the weft are corroded and it becomes difficult to conduct the conduction at the contact point between the warp and the weft, it becomes difficult for the sensor electrode to detect the contact of the hand with the surface layer portion.

しかしながら、本開示によれば、電気防食によって、センサ電極の腐食を抑制することができるため、導電布をどの方向に裁断し、どのように配置しても、センサ電極が表層部への手の接触を検知することができる。このため、静電容量センサは、センサ電極を用いてステアリングホイールを組み付け易くなる。 However, according to the present disclosure, since corrosion of the sensor electrode can be suppressed by anticorrosion, the sensor electrode can be placed on the surface layer regardless of the direction in which the conductive cloth is cut and the arrangement. Contact can be detected. Therefore, the capacitance sensor makes it easy to assemble the steering wheel using the sensor electrodes.

特に、樹脂を基材にした導電布である場合、センサ電極は伸縮性を有する。このため、例えば、車両のステアリングホイールに静電容量センサを巻き付ける際に、導電布を引き延ばすことができるため、静電容量センサをステアリングホイールに巻き付け易くなるとともに、引き延ばしてもセンサ電極が断線し難くなる。その結果、センサ電極が断線するかどうかを気にせずに、静電容量センサをステアリングホイールに巻き付けることができるため、巻き付け易くなる。 In particular, in the case of a conductive cloth made of a resin as a base material, the sensor electrode has elasticity. Therefore, for example, when the capacitance sensor is wound around the steering wheel of the vehicle, the conductive cloth can be stretched, so that the capacitance sensor can be easily wound around the steering wheel, and the sensor electrode is less likely to be broken even if the capacitance sensor is stretched. Become. As a result, the capacitance sensor can be wound around the steering wheel without worrying about whether or not the sensor electrode is broken, which facilitates winding.

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。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又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、本開示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。 It should be noted that all of the embodiments described below show comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept are described as arbitrary components.

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。また、以下の実施の形態において、略T字などの表現を用いている。例えば、略T字状は、完全にT字状であることを意味するだけでなく、実質的にT字状である、すなわち、例えば数%程度の誤差を含むことも意味する。また、略T字状は、本開示による効果を奏し得る範囲においてT字状という意味である。他の「略」を用いた表現についても同様である。 Further, each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Further, in each figure, the same components are designated by the same reference numerals. Further, in the following embodiments, expressions such as an approximately T-shape are used. For example, a substantially T-shape not only means that it is completely T-shaped, but also means that it is substantially T-shaped, that is, it includes an error of, for example, about several percent. Further, the substantially T-shape means a T-shape within the range in which the effects of the present disclosure can be achieved. The same applies to expressions using other "abbreviations".

(実施の形態)
[構成:静電容量センサ100]
図1は、実施の形態における静電容量センサ100が配置された車両1の車室の一例を示す図である。
(Embodiment)
[Configuration: Capacitance sensor 100]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a passenger compartment of a vehicle 1 in which the capacitance sensor 100 according to the embodiment is arranged.

図1に示すように、車両1は、ステアリングホイール200、スピーカ、及び、液晶ディスプレイ等の表示装置を備えている。スピーカ及び表示装置は、例えば注意喚起装置として構成されている。 As shown in FIG. 1, the vehicle 1 includes a steering wheel 200, a speaker, and a display device such as a liquid crystal display. The speaker and the display device are configured as, for example, a warning device.

ステアリングホイール200は、車両1の操舵輪に対して操舵角を与える。ステアリングホイール200は、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の中央部分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とを有している。 The steering wheel 200 provides a steering angle to the steering wheel of the vehicle 1. The steering wheel 200 includes a rim 210, a substantially T-shaped spoke 202 integrally formed on the inner peripheral surface of the rim 210, and a horn that covers a horn switch (not shown) arranged in the central portion of the spoke 202. It has a switch cover.

図2は、図1のA−A線におけるステアリングカバー110が巻き付けられたリム210とステアリングカバー110とを示す断面図である。図3は、実施の形態における静電容量センサ100を有するステアリングカバー110のリム210への巻き付け方の一例を示す図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the rim 210 around which the steering cover 110 is wound and the steering cover 110 in the line AA of FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of how to wind the steering cover 110 having the capacitance sensor 100 in the embodiment around the rim 210.

図2及び図3に示すように、リム210は、ユーザ(人)の手で握るためのグリップ部分であり、リング形状をなしている。リム210は、金属製の円環状の芯である芯金201bと、その芯金201bを覆う樹脂層201aとを有している。リム210には、ステアリングカバー110が巻き付けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the rim 210 is a grip portion for being gripped by a user (person) and has a ring shape. The rim 210 has a core metal 201b, which is a metal annular core, and a resin layer 201a that covers the core metal 201b. A steering cover 110 is wound around the rim 210.

静電容量センサ100は、ユーザの手によるステアリングカバー110の接触を検出する装置であって、車両1のリム210に設けられている。接触とは、ユーザの手がステアリングカバー110に直接的に接触するだけでなく、静電容量センサ100が人の手を検知可能であれば、ステアリングカバー110から離間している状態をも含む意味である。 The capacitance sensor 100 is a device that detects the contact of the steering cover 110 by the user's hand, and is provided on the rim 210 of the vehicle 1. The contact means not only that the user's hand comes into direct contact with the steering cover 110, but also includes a state in which the capacitance sensor 100 is separated from the steering cover 110 if the human hand can be detected. Is.

静電容量センサ100は、例えば静電容量式の近接センサであって、ステアリングホイール200を有する車両1内のユーザ(人)の把持を検出するグリップセンサである。具体的には、静電容量センサ100は、ユーザの手と静電容量センサ100中のセンサ電極112との間の静電容量の変化を検知することによって、ユーザの手がステアリングホイール200に触れているか否かを検出する。ユーザの手がステアリングホイール200から離れている状態では、静電容量センサ100は、車両1とセンサ電極112との間の静電容量を検知する。また、ユーザの手がステアリングカバー110に近付く又は接触すると、静電容量センサ100と車体との間にユーザの手が介在するため、静電容量が変化する。検知された静電容量が規定値以上となれば、ユーザの手がステアリングホイール200に触れている、若しくは把持していると判断することができる。 The capacitance sensor 100 is, for example, a capacitance type proximity sensor, and is a grip sensor that detects the grip of a user (person) in a vehicle 1 having a steering wheel 200. Specifically, the capacitance sensor 100 detects a change in capacitance between the user's hand and the sensor electrode 112 in the capacitance sensor 100, so that the user's hand touches the steering wheel 200. Detects whether or not it is. When the user's hand is away from the steering wheel 200, the capacitance sensor 100 detects the capacitance between the vehicle 1 and the sensor electrode 112. Further, when the user's hand approaches or comes into contact with the steering cover 110, the capacitance changes because the user's hand intervenes between the capacitance sensor 100 and the vehicle body. If the detected capacitance is equal to or greater than the specified value, it can be determined that the user's hand is touching or holding the steering wheel 200.

図4は、実施の形態における静電容量センサ100の構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the capacitance sensor 100 according to the embodiment.

図2及び図4に示すように、静電容量センサ100は、表層部111と、センサ電極112と、基材113と、接地電極114と、制御装置120とを備えている。 As shown in FIGS. 2 and 4, the capacitance sensor 100 includes a surface layer portion 111, a sensor electrode 112, a base material 113, a ground electrode 114, and a control device 120.

表層部111は、手が触れる部分であり、静電容量センサ100の外周を構成している。つまり、表層部111は、ユーザがリム210を握る際に、ユーザの手と直接接触する部分である。また、表層部111は、革、木材、又は樹脂等からなり、本実施の形態では、革である。なお、基材113表面に単一のセンサ電極112を有しても良いし、複数のセンサ電極112を有しても良い。また、センサ電極112と接地電極114の数は必ずしも一致しなくても良い。図4は、一対のセンサ電極112と一対の接地電極114を有する場合を図示しており、以下この図に基づいて説明を行う。 The surface layer portion 111 is a portion touched by a hand and constitutes the outer circumference of the capacitance sensor 100. That is, the surface layer portion 111 is a portion that comes into direct contact with the user's hand when the user grips the rim 210. Further, the surface layer portion 111 is made of leather, wood, resin or the like, and is leather in the present embodiment. A single sensor electrode 112 may be provided on the surface of the base material 113, or a plurality of sensor electrodes 112 may be provided. Further, the numbers of the sensor electrodes 112 and the ground electrodes 114 do not necessarily have to match. FIG. 4 illustrates a case where the pair of sensor electrodes 112 and the pair of ground electrodes 114 are provided, and the description will be described below with reference to this figure.

一対のセンサ電極112は、例えば、非金属繊維に対してメッキを施すことによって構成されている導電布である。具体的には、一対のセンサ電極112は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の非金属繊維が織り込まれた布の表面に第1金属(第1金属メッキ)を形成し、さらに、第1金属の表面に第2金属(第2金属メッキ)を形成し構成される。若しくは、一対のセンサ電極112は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の非金属繊維の表面に第1金属(第1金属メッキ)を形成し、さらに、第1金属の表面に第2金属(第2金属メッキ)を形成した導電繊維を織ることで形成される。例えば、第1金属は銅等であり、第2金属はニッケル等である。 The pair of sensor electrodes 112 is, for example, a conductive cloth formed by plating a non-metal fiber. Specifically, the pair of sensor electrodes 112 form a first metal (first metal plating) on the surface of a cloth woven with non-metal fibers such as polyethylene terephthalate (PET), and further, the surface of the first metal. A second metal (second metal plating) is formed on the surface. Alternatively, the pair of sensor electrodes 112 form a first metal (first metal plating) on the surface of a non-metal fiber such as polyethylene terephthalate (PET), and further form a second metal (second metal) on the surface of the first metal. It is formed by weaving conductive fibers that have formed (plating). For example, the first metal is copper or the like, and the second metal is nickel or the like.

一対のセンサ電極112は、表層部111の裏面、かつ、基材113の表面に配置されている。つまり、一対のセンサ電極112は、表層部111と基材113とに挟まれている。センサ電極112は、表層部111の裏面と粘着剤(不図示)で接着され、基材113の表面と粘着剤(不図示)で接着されている。基材113の表面は、表層部111側に向けて配置される面である。 The pair of sensor electrodes 112 are arranged on the back surface of the surface layer portion 111 and on the front surface of the base material 113. That is, the pair of sensor electrodes 112 are sandwiched between the surface layer portion 111 and the base material 113. The sensor electrode 112 is adhered to the back surface of the surface layer portion 111 with an adhesive (not shown) and to the surface of the base material 113 with an adhesive (not shown). The surface of the base material 113 is a surface arranged toward the surface layer portion 111 side.

一対のセンサ電極112のうちの、一方のセンサ電極112は、静電容量センサ100をリム210に巻き付けた際の一方側(例えばリム210と対向した状態で見た場合の右側)に配置され、他方のセンサ電極112は、静電容量センサ100をリム210に巻き付けた際の他方側(例えばリム210と対向した状態で見た場合の左側)に配置される。 Of the pair of sensor electrodes 112, one sensor electrode 112 is arranged on one side when the capacitance sensor 100 is wound around the rim 210 (for example, the right side when viewed in a state facing the rim 210). The other sensor electrode 112 is arranged on the other side when the capacitance sensor 100 is wound around the rim 210 (for example, the left side when viewed in a state facing the rim 210).

基材113は、弾性、柔軟性及び延性を有する材質によって長尺のシート状に形成された不織布である。例えば、基材113は、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の合成樹脂によって構成されている。基材113は、リム210の形状、及び、大きさに応じて形成されている。 The base material 113 is a non-woven fabric formed in the form of a long sheet by a material having elasticity, flexibility and ductility. For example, the base material 113 is made of a synthetic resin such as polyethylene (PE) and polyethylene terephthalate (PET). The base material 113 is formed according to the shape and size of the rim 210.

また、基材113は、センサ電極112の表層部111側とは反対側に配置され、かつ、接地電極114のセンサ電極112側の面に配置されている。つまり、基材113は、センサ電極112と接地電極114とに挟まれている。 Further, the base material 113 is arranged on the side opposite to the surface layer portion 111 side of the sensor electrode 112, and is arranged on the surface of the ground electrode 114 on the sensor electrode 112 side. That is, the base material 113 is sandwiched between the sensor electrode 112 and the ground electrode 114.

接地電極114は、例えば銅線等の金属線(導電線)である。接地電極114は、配線119b、119c等を介して制御装置120に電気的に接続され、かつ接地されている。 The ground electrode 114 is a metal wire (conductive wire) such as a copper wire. The ground electrode 114 is electrically connected to the control device 120 via wirings 119b, 119c, etc., and is grounded.

なお、接地電極114は、導体又は抵抗体による面状構造のべた電極であってもよい。つまり、接地電極114は、線状であってもよく、板状であってもよい。また、接地電極114は、導電線からなるが、導電性を有する部材であれば、どのような形態であってもよい。 The ground electrode 114 may be a solid electrode having a planar structure made of a conductor or a resistor. That is, the ground electrode 114 may be linear or plate-shaped. The ground electrode 114 is made of a conductive wire, but may have any form as long as it is a conductive member.

接地電極114は、基材113のセンサ電極112とは反対側、つまり基材113の裏面、かつ、リム210の表面に配置されている。つまり、接地電極114は、リム210と基材113とに挟まれている。例えば、接地電極114は、縫製糸によって基材113に縫製されている。基材113の裏面は、ステアリングホイール200のリム210側に向けて配置されている面である。 The ground electrode 114 is arranged on the side of the base material 113 opposite to the sensor electrode 112, that is, on the back surface of the base material 113 and on the front surface of the rim 210. That is, the ground electrode 114 is sandwiched between the rim 210 and the base material 113. For example, the ground electrode 114 is sewn to the base material 113 by sewing thread. The back surface of the base material 113 is a surface arranged toward the rim 210 side of the steering wheel 200.

一対の接地電極114のうちの一方の接地電極114は、一方のセンサ電極112と対応し、静電容量センサ100をリム210に巻き付けた際の一方側(例えば右側)に配置されている。また、一対の接地電極114のうちの他方の接地電極114は、他方のセンサ電極112と対応し、静電容量センサ100をリム210に巻き付けた際の他方側(例えば左側)に配置されている。 One of the ground electrodes 114 of the pair of ground electrodes 114 corresponds to the one sensor electrode 112, and is arranged on one side (for example, the right side) when the capacitance sensor 100 is wound around the rim 210. Further, the other ground electrode 114 of the pair of ground electrodes 114 corresponds to the other sensor electrode 112, and is arranged on the other side (for example, the left side) when the capacitance sensor 100 is wound around the rim 210. ..

制御装置120は、例えばスポーク202に埋設されている。制御装置120は、接地電極114及びセンサ電極112と電気的に接続され、センサ電極112から伝送される信号に基づいて、ユーザの手によるステアリングホイール200の接触を検出する。つまり、制御装置120は、ユーザの手が表層部111へ接触することを測定する。つまり、制御装置120は、ユーザの手がリム210に接触しているか否か、つまり、その手の接触の検出、及び、その手の接触位置等の検出をする。 The control device 120 is embedded in the spokes 202, for example. The control device 120 is electrically connected to the ground electrode 114 and the sensor electrode 112, and detects the contact of the steering wheel 200 by the user's hand based on the signal transmitted from the sensor electrode 112. That is, the control device 120 measures that the user's hand comes into contact with the surface layer portion 111. That is, the control device 120 detects whether or not the user's hand is in contact with the rim 210, that is, detects the contact of the hand, the contact position of the hand, and the like.

図5は、実施の形態における静電容量センサ100の制御装置120の構成を詳細に記載しブロック図である。なお、図5では、便宜上、一方のセンサ電極地112及び一方の接地電極114を図示し、他方のセンサ電極地112及び他方の接地電極114の図示を省略する。このため、他方のセンサ電極地112と制御回路121等と接続するスイッチ部125及び電力変換部123についても図示を省略する。 FIG. 5 is a block diagram illustrating in detail the configuration of the control device 120 of the capacitance sensor 100 in the embodiment. In FIG. 5, for convenience, one sensor electrode ground 112 and one ground electrode 114 are shown, and the other sensor electrode ground 112 and the other ground electrode 114 are not shown. For this reason, the switch unit 125 and the power conversion unit 123 that connect the other sensor electrode ground 112 to the control circuit 121 and the like are also omitted.

図4及び図5に示すように、制御装置120は、制御回路121と、スイッチ部125と、電力変換部123と、電源回路124とを備えている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the control device 120 includes a control circuit 121, a switch unit 125, a power conversion unit 123, and a power supply circuit 124.

制御回路121は、ステアリングホイール200への手の接触を検出するセンサ回路を有する。制御回路121は、一方のセンサ電極112と電気的に接続されている。また、制御回路121は、他方のセンサ電極112と電気的に接続されている。つまり、制御回路121は、配線119a、119dを介して一方側のセンサ電極112に交流の電流を流す、つまり一方側のセンサ電極112に測定電位を印加する。また、制御回路121は、配線119a、119dを介して他方側のセンサ電極112に交流の電流を流す、つまり他方側のセンサ電極112に測定電位を印加する。制御回路121は、配線119a、119dによってセンサ電極112と電気的に接続されている。つまり、制御回路121は、配線119a、119dを介して他方側のセンサ電極112に交流の電流を流す、つまり他方側のセンサ電極112に測定電位を印加する。リム210の表層部111に手が接触すると、接触部位に対応するセンサ電極112の静電容量が変化するため、制御回路121は、センサ電極112に流れる電流の電流値(測定電位)に基づいて、センサ電極112における静電容量の変化を測定する。こうして、制御回路121は、センサ電極112から出力される静電容量の変化を示す信号から、ステアリングホイール200に手が接触したか否かを検出できる。 The control circuit 121 has a sensor circuit that detects a hand contact with the steering wheel 200. The control circuit 121 is electrically connected to one of the sensor electrodes 112. Further, the control circuit 121 is electrically connected to the other sensor electrode 112. That is, the control circuit 121 applies an alternating current to the sensor electrode 112 on one side via the wirings 119a and 119d, that is, applies a measurement potential to the sensor electrode 112 on one side. Further, the control circuit 121 applies an alternating current to the sensor electrode 112 on the other side via the wirings 119a and 119d, that is, applies a measurement potential to the sensor electrode 112 on the other side. The control circuit 121 is electrically connected to the sensor electrode 112 by wirings 119a and 119d. That is, the control circuit 121 applies an alternating current to the sensor electrode 112 on the other side via the wirings 119a and 119d, that is, applies a measurement potential to the sensor electrode 112 on the other side. When a hand comes into contact with the surface layer portion 111 of the rim 210, the capacitance of the sensor electrode 112 corresponding to the contact portion changes, so that the control circuit 121 is based on the current value (measurement potential) of the current flowing through the sensor electrode 112. , The change in capacitance at the sensor electrode 112 is measured. In this way, the control circuit 121 can detect whether or not the hand has come into contact with the steering wheel 200 from the signal indicating the change in capacitance output from the sensor electrode 112.

また、制御回路121は、ステアリングホイール200への手の接触を測定する際の測定電位と、接地電極114に対する負電位とを交互に、センサ電極112に印加する。負電位を生成する電力変換部123の詳細は後述する。このとき、制御回路121は、測定電位をセンサ電極112に印加する第1期間が、負電位をセンサ電極112に印加する第2期間より短くする。制御回路121は、第1期間と第2期間とを交互に繰り返すように、スイッチ部125を切り替えることで、センサ電極112に印加する電位を変化させる。 Further, the control circuit 121 alternately applies the measured potential when measuring the contact of the hand to the steering wheel 200 and the negative potential with respect to the ground electrode 114 to the sensor electrode 112. Details of the power conversion unit 123 that generates a negative potential will be described later. At this time, the control circuit 121 makes the first period in which the measurement potential is applied to the sensor electrode 112 shorter than the second period in which the negative potential is applied to the sensor electrode 112. The control circuit 121 changes the potential applied to the sensor electrode 112 by switching the switch unit 125 so as to alternately repeat the first period and the second period.

ここで、例えば、第1期間は100(ms)であり、第2期間は900(ms)である。これにより、第2期間は、第1期間の約十倍である。第1期間及び第2期間は一例であり、第1期間は数(ms)、数十(ms)等であってもよく、この場合も第2期間は、第1期間の約十倍となる。 Here, for example, the first period is 100 (ms) and the second period is 900 (ms). As a result, the second period is about ten times as large as the first period. The first period and the second period are examples, and the first period may be several (ms), several tens (ms), etc. In this case, the second period is also about ten times as large as the first period. ..

また、制御回路121は、測定電位をセンサ電極112に印加する際に、制御回路121とセンサ電極112とを電気的に接続するための第1スイッチ制御信号をスイッチ部125に送信する。これにより、制御回路121は、制御回路121とセンサ電極112とが、配線119a、119dを介して電気的に接続されるように、スイッチ部125を切り替える。また、制御回路121は、接地電極114に対する負電位をセンサ電極112に印加する際に、電源回路124が電力変換部123等を介してセンサ電極112と電気的に接続するための第2スイッチ制御信号をスイッチ部125に送信する。これにより、制御回路121は、電源回路124が電力変換部123等を介してセンサ電極112と電気的に接続されるように、スイッチ部125を切り替える。 Further, when the measurement potential is applied to the sensor electrode 112, the control circuit 121 transmits a first switch control signal for electrically connecting the control circuit 121 and the sensor electrode 112 to the switch unit 125. As a result, the control circuit 121 switches the switch unit 125 so that the control circuit 121 and the sensor electrode 112 are electrically connected via the wirings 119a and 119d. Further, the control circuit 121 controls a second switch for electrically connecting the power supply circuit 124 to the sensor electrode 112 via the power conversion unit 123 or the like when a negative potential with respect to the ground electrode 114 is applied to the sensor electrode 112. The signal is transmitted to the switch unit 125. As a result, the control circuit 121 switches the switch unit 125 so that the power supply circuit 124 is electrically connected to the sensor electrode 112 via the power conversion unit 123 or the like.

また、制御回路121は、測定電位をセンサ電極112に印加することにより基材113の湿度を推定する。具体的には、測定電位をセンサ電極112に印加しているとき、静電容量の変化量が、手の接触を判断する規定値を超えていない場合、基材113の湿度が高いと、静電容量が変化する。制御回路121は、この変化に応じて基材113の湿度を推定する。 Further, the control circuit 121 estimates the humidity of the base material 113 by applying the measurement potential to the sensor electrode 112. Specifically, when the measurement potential is applied to the sensor electrode 112, if the amount of change in capacitance does not exceed the specified value for determining hand contact, if the humidity of the base material 113 is high, it will be static. The electric capacity changes. The control circuit 121 estimates the humidity of the base material 113 according to this change.

また、制御回路121は、推定した湿度が高いほど、第1期間を短くするとともに、第2期間を長くするように、センサ電極112に印加する電位の期間を制御する。つまり、制御回路121は、基材113の湿度が高ければ、ステアリングホイール200に対して手の接触を検知できる程度に、センサ電極112に印加する測定電位の第1期間を最小限にするとともに、センサ電極112に印加する負電位の第2期間を最大限にする。基材113の湿度が低ければセンサ電極112の腐食は進み難くなるため、制御回路121は、第1期間と第2期間との差が小さくなるように、電位をセンサ電極112に印加する期間を制御する。 Further, the control circuit 121 controls the period of the potential applied to the sensor electrode 112 so that the higher the estimated humidity, the shorter the first period and the longer the second period. That is, the control circuit 121 minimizes the first period of the measurement potential applied to the sensor electrode 112 so that the contact of the hand with the steering wheel 200 can be detected if the humidity of the base material 113 is high. Maximize the second period of negative potential applied to the sensor electrode 112. If the humidity of the base material 113 is low, corrosion of the sensor electrode 112 is unlikely to proceed. Therefore, the control circuit 121 sets a period for applying the potential to the sensor electrode 112 so that the difference between the first period and the second period becomes small. Control.

また、制御回路121は、配線119hを介して電源回路124と電気的に接続され、かつ、配線119gを介して電力変換部123と電気的に接続され、かつ、配線119iを介して接地されている。制御回路121は、電源回路124を制御することで、電力変換部123に電力を供給する。また、制御回路121は、電力変換部123を制御することで、変換する電力の電圧を調節する。 Further, the control circuit 121 is electrically connected to the power supply circuit 124 via the wiring 119h, electrically connected to the power conversion unit 123 via the wiring 119g, and grounded via the wiring 119i. There is. The control circuit 121 supplies electric power to the power conversion unit 123 by controlling the power supply circuit 124. Further, the control circuit 121 adjusts the voltage of the power to be converted by controlling the power conversion unit 123.

なお、制御回路121は、車両1が運転されているにもかかわらず、接触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てもよい。例えば、スピーカ等の注意喚起装置は、警告音又は音声によって、運転者に注意を喚起してもよい。また、表示装置は、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してもよい。 The control circuit 121 may cause the alerting device to alert the driver when the vehicle 1 is being driven but the contact is not detected. For example, a warning device such as a speaker may call attention to the driver by a warning sound or voice. The display device may also display a warning message urging the driver to firmly grasp the steering wheel 200.

スイッチ部125は、例えば、リレースイッチ、半導体スイッチ等である。スイッチ部125は、配線119aを介してセンサ電極112に接続され、配線119eを介して電力変換部123に接続され、配線119dを介して制御回路121に接続されている。スイッチ部125は、制御回路121から第1スイッチ制御信号を取得すると、配線119eと配線119aとの電気的な接続から、配線119aと配線119dとの電気的な接続に切り替えることで、制御回路121とセンサ電極112とを電気的に接続する。また、スイッチ部125は、制御回路121から第2スイッチ制御信号を取得すると、配線119dと配線119aとの電気的な接続から、配線119aと配線119eとの電気的な接続に切り替えることで、電力変換部123とセンサ電極112とを電気的に接続する。 The switch unit 125 is, for example, a relay switch, a semiconductor switch, or the like. The switch unit 125 is connected to the sensor electrode 112 via the wiring 119a, is connected to the power conversion unit 123 via the wiring 119e, and is connected to the control circuit 121 via the wiring 119d. When the switch unit 125 acquires the first switch control signal from the control circuit 121, the switch unit 125 switches from the electrical connection between the wiring 119e and the wiring 119a to the electrical connection between the wiring 119a and the wiring 119d, thereby switching the control circuit 121. And the sensor electrode 112 are electrically connected. Further, when the switch unit 125 acquires the second switch control signal from the control circuit 121, the switch unit 125 switches from the electrical connection between the wiring 119d and the wiring 119a to the electrical connection between the wiring 119a and the wiring 119e to generate power. The conversion unit 123 and the sensor electrode 112 are electrically connected.

電力変換部123は、スイッチ部125が配線119eと配線119aとを電気的に接続した際に、電源回路124から供給された直流電力の電圧を変換するDC−DCコンバータである。電力変換部123は、スイッチ部125の切り替えにより配線119eと配線119aとが電気的に接続される第2期間だけ、電源回路124から供給された直流電力の電圧を接地電位より低い負電位に変換し、センサ電極112に供給する。本実施の形態では、電力変換部123は、電源回路124から供給された12V、若しくは5Vの電圧を、例えば−1.5Vに変換し、センサ電極112に供給する。なお、負電位の値は、センサ電極112を構成する導電布の金属材料に応じて、腐食が抑制される負電位になるように設定すればよい。 The power conversion unit 123 is a DC-DC converter that converts the voltage of the DC power supplied from the power supply circuit 124 when the switch unit 125 electrically connects the wiring 119e and the wiring 119a. The power conversion unit 123 converts the voltage of the DC power supplied from the power supply circuit 124 into a negative potential lower than the ground potential only during the second period in which the wiring 119e and the wiring 119a are electrically connected by switching the switch unit 125. Then, it is supplied to the sensor electrode 112. In the present embodiment, the power conversion unit 123 converts the voltage of 12V or 5V supplied from the power supply circuit 124 into, for example, −1.5V and supplies it to the sensor electrode 112. The negative potential value may be set so as to be a negative potential in which corrosion is suppressed, depending on the metal material of the conductive cloth constituting the sensor electrode 112.

電源回路124は、配線119hを介して制御回路121と、配線119fを介して電力変換部123とに電気的に接続されている。電源回路124は、制御回路121等を介して、センサ電極112に測定電位を印加する。また、電源回路124は、制御回路121によって制御されることで、電力変換部123に電力を供給する。 The power supply circuit 124 is electrically connected to the control circuit 121 via the wiring 119h and to the power conversion unit 123 via the wiring 119f. The power supply circuit 124 applies a measurement potential to the sensor electrode 112 via the control circuit 121 or the like. Further, the power supply circuit 124 is controlled by the control circuit 121 to supply electric power to the power conversion unit 123.

[動作]
図6は、実施の形態における静電容量センサ100の動作を示すフローチャートである。
[motion]
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the capacitance sensor 100 according to the embodiment.

まず、図6に示すように、制御装置120の制御回路121は、第2スイッチ制御信号をスイッチ部125に送信する。スイッチ部125は、第2スイッチ制御信号を取得すると、配線119aと配線119dとの電気的な接続から、配線119aと配線119eとの電気的な接続に切り替える。つまり、制御回路121は、スイッチ部125を制御することで、電源回路124が電力変換部123等を介してセンサ電極112と電気的に接続する。これにより、制御回路121は、接地電極114に対する負電位をセンサ電極112に印加する(S11)。これにより、センサ電極112は、酸性の腐食水が存在しても、負電位が印加されることで、イオン化が抑制され、腐食が抑制される。 First, as shown in FIG. 6, the control circuit 121 of the control device 120 transmits the second switch control signal to the switch unit 125. When the switch unit 125 acquires the second switch control signal, the switch unit 125 switches from the electrical connection between the wiring 119a and the wiring 119d to the electrical connection between the wiring 119a and the wiring 119e. That is, the control circuit 121 controls the switch unit 125 so that the power supply circuit 124 is electrically connected to the sensor electrode 112 via the power conversion unit 123 and the like. As a result, the control circuit 121 applies a negative potential with respect to the ground electrode 114 to the sensor electrode 112 (S11). As a result, even in the presence of acidic corroded water, the sensor electrode 112 is suppressed from being ionized and corroded by applying a negative potential.

次に、制御回路121は、第2期間が経過したかどうかを判定する(S12)。 Next, the control circuit 121 determines whether or not the second period has elapsed (S12).

制御回路121は、第2期間が経過していない場合(S12でNO)、処理をステップS12に戻し、ステップS12の判定を繰り返す。 When the second period has not elapsed (NO in S12), the control circuit 121 returns the process to step S12 and repeats the determination in step S12.

制御回路121は、第2期間が経過した場合(S12でYES)、第1スイッチ制御信号をスイッチ部125に送信する。スイッチ部125は、第1スイッチ制御信号を取得すると、配線119aと配線119eとの電気的な接続から、配線119aと配線119dとの電気的な接続に切り替える。つまり、制御回路121は、スイッチ部125を制御することで、センサ電極112と電気的に接続する。これにより、制御回路121は、センサ電極112への負電位の印加を停止させる(S13)とともに、センサ電極112に測定電位を印加する(S14)。 When the second period has elapsed (YES in S12), the control circuit 121 transmits the first switch control signal to the switch unit 125. When the switch unit 125 acquires the first switch control signal, the switch unit 125 switches from the electrical connection between the wiring 119a and the wiring 119e to the electrical connection between the wiring 119a and the wiring 119d. That is, the control circuit 121 is electrically connected to the sensor electrode 112 by controlling the switch unit 125. As a result, the control circuit 121 stops the application of the negative potential to the sensor electrode 112 (S13) and applies the measurement potential to the sensor electrode 112 (S14).

次に、制御回路121は、第1期間が経過したかどうかを判定する(S15)。 Next, the control circuit 121 determines whether or not the first period has elapsed (S15).

制御回路121は、第1期間が経過していない場合(S15でNO)、処理をステップS14に戻し、ステップS12の判定を繰り返す。 When the first period has not elapsed (NO in S15), the control circuit 121 returns the process to step S14 and repeats the determination in step S12.

制御回路121は、第1期間が経過した場合(S15でYES)、第2スイッチ制御信号をスイッチ部125に送信する。スイッチ部125は、第2スイッチ制御信号を取得すると、配線119eと配線119aとの電気的な接続から、配線119dと配線119aとの電気的な接続に切り替える。つまり、制御回路121は、スイッチ部125を制御することで、センサ電極112と電気的に接続する。これにより、制御回路121は、センサ電極112への測定電位の印加を停止させる(S16)とともに、処理をステップS11に戻し、センサ電極112に負電位を印加する。 When the first period has elapsed (YES in S15), the control circuit 121 transmits a second switch control signal to the switch unit 125. When the switch unit 125 acquires the second switch control signal, the switch unit 125 switches from the electrical connection between the wiring 119e and the wiring 119a to the electrical connection between the wiring 119d and the wiring 119a. That is, the control circuit 121 is electrically connected to the sensor electrode 112 by controlling the switch unit 125. As a result, the control circuit 121 stops applying the measurement potential to the sensor electrode 112 (S16), returns the process to step S11, and applies a negative potential to the sensor electrode 112.

このように、制御装置120は、第2期間中負電位を印加した後に、第1期間中測定電位を印加するという制御を交互に繰り返す。なお、図6の説明では、負電位を印加した後に測定電位を印加しているが、逆であってもよい。つまり、ステップS14〜S16をした後に、ステップS11〜S13をしてもよく、図6の処理に限定されない。 In this way, the control device 120 alternately repeats the control of applying the negative potential during the second period and then applying the measurement potential during the first period. In the description of FIG. 6, the measurement potential is applied after the negative potential is applied, but the opposite may be true. That is, steps S11 to S13 may be performed after steps S14 to S16, and the process is not limited to the process shown in FIG.

[作用効果]
以上のように、本実施の形態における静電容量センサ100では、制御回路121は、センサ電極112によって手の接触を測定する際の測定電位と、接地電極114に対する負電位とを、センサ電極112に交互に印加する。このため、センサ電極112は、負電位の印加時に、酸性の腐食水が存在しても、イオン化が抑制される。
[Action effect]
As described above, in the capacitance sensor 100 according to the present embodiment, the control circuit 121 sets the measurement potential when measuring the contact of the hand by the sensor electrode 112 and the negative potential with respect to the ground electrode 114 to the sensor electrode 112. Alternately applied to. Therefore, when a negative potential is applied to the sensor electrode 112, ionization is suppressed even in the presence of acidic corrosive water.

したがって、この静電容量センサ100では、電気防食によって、センサ電極112の腐食を抑制することができる。その結果、この静電容量センサ100では、信頼性を高めることができる。 Therefore, in the capacitance sensor 100, corrosion of the sensor electrode 112 can be suppressed by anticorrosion. As a result, the reliability of the capacitance sensor 100 can be improved.

特に、制御回路121は、センサ電極112によって手の接触を測定する際に、負電位をセンサ電極112に印加しない。このため、静電容量センサ100では、表層部111に接触する手を確実に測定することができる。 In particular, the control circuit 121 does not apply a negative potential to the sensor electrode 112 when measuring hand contact with the sensor electrode 112. Therefore, the capacitance sensor 100 can reliably measure the hand in contact with the surface layer portion 111.

また、本実施の形態における静電容量センサ100では、制御回路121が第1期間を第2期間より短くすることで、負電位をセンサ電極112に印加する期間を十分に確保することができる。また、一方で、センサ電極112によって手の接触を測定する期間も確保することができる。このため、表層部111への手の接触を検知するとともに、より確実にセンサ電極112の腐食を抑制することができる。 Further, in the capacitance sensor 100 of the present embodiment, the control circuit 121 makes the first period shorter than the second period, so that a sufficient period of applying the negative potential to the sensor electrode 112 can be sufficiently secured. On the other hand, it is possible to secure a period for measuring the contact of the hand by the sensor electrode 112. Therefore, it is possible to detect the contact of the hand with the surface layer portion 111 and more reliably suppress the corrosion of the sensor electrode 112.

また、本実施の形態における静電容量センサ100では、基材113の湿度(基材113に含まれる水分量)の変化によって基材113の静電容量が変化するため、その変化量に基づいて、基材113の湿度を推定することができる。また、制御回路121は、推定した湿度が高いほど、第1期間を短くするとともに、第2期間を長くする。つまり、基材113の湿度に応じて第1期間及び第2期間を変更するため、負電位をセンサ電極112に印加する第2期間を最適化することができる。つまり、基材113の湿度が低ければ、基材113中の腐食水が少なくなるため、センサ電極112によって手の接触を積極的に測定することで、表層部111に接触する手を確実に測定するとともに、センサ電極112の腐食を抑制することができる。また、基材113の湿度が高ければ、基材113中の腐食水が多くなるため、センサ電極112への負電位の印加時間(第2期間)を、測定のための第1期間より相対的に長くすることで、手の接触測定を行いつつ、センサ電極112の腐食抑制を強化できる。 Further, in the capacitance sensor 100 according to the present embodiment, since the capacitance of the base material 113 changes due to a change in the humidity of the base material 113 (the amount of water contained in the base material 113), the capacitance of the base material 113 changes based on the change amount. , The humidity of the base material 113 can be estimated. Further, in the control circuit 121, the higher the estimated humidity, the shorter the first period and the longer the second period. That is, since the first period and the second period are changed according to the humidity of the base material 113, the second period in which the negative potential is applied to the sensor electrode 112 can be optimized. That is, if the humidity of the base material 113 is low, the amount of corrosive water in the base material 113 is reduced. Therefore, by positively measuring the contact of the hands with the sensor electrode 112, the hands in contact with the surface layer portion 111 can be reliably measured. At the same time, corrosion of the sensor electrode 112 can be suppressed. Further, if the humidity of the base material 113 is high, the amount of corroded water in the base material 113 increases, so that the application time of the negative potential to the sensor electrode 112 (second period) is relative to the first period for measurement. By making it longer, it is possible to strengthen the corrosion suppression of the sensor electrode 112 while performing the contact measurement of the hand.

図7Aは、実施の形態における静電容量センサ100のセンサ電極112において、電流経路が縦糸又は横糸に沿って導通する場合を示す模式図である。図7Bは、実施の形態における静電容量センサ100のセンサ電極112において、電流経路が縦糸と横糸との接点に頼って導通する場合を示す模式図である。 FIG. 7A is a schematic view showing a case where the current path is conducted along the warp or weft in the sensor electrode 112 of the capacitance sensor 100 according to the embodiment. FIG. 7B is a schematic view showing a case where the current path of the sensor electrode 112 of the capacitance sensor 100 in the embodiment relies on the contact point between the warp and the weft to conduct the current.

また、例えば、導電布が縦糸及び横糸から構成される場合、図7Aに示すように縦糸又は横糸に沿って裁断された状態でセンサ電極が配置されれば、電流経路は、縦糸又は横糸に沿って導通するため、センサ電極は、表層部への手の接触を検知することができる。しかし、例えば、図7Bに示すように縦糸及び横糸に沿って導電布が裁断されていない場合、つまり、縦糸及び横糸と交差する方向に裁断された状態でセンサ電極が配置されている場合、縦糸と横糸との接点に頼った導通を行うため、縦糸及び横糸が腐食により、縦糸と横糸との接点で導通が行われ難くなると、センサ電極が表層部への手の接触を検知することができ難くなる。 Further, for example, when the conductive cloth is composed of warp threads and weft threads, if the sensor electrodes are arranged in a state of being cut along the warp threads or weft threads as shown in FIG. 7A, the current path is along the warp threads or weft threads. Therefore, the sensor electrode can detect the contact of the hand with the surface layer portion. However, for example, when the conductive cloth is not cut along the warp and weft as shown in FIG. 7B, that is, when the sensor electrode is arranged in a state of being cut in the direction intersecting the warp and weft, the warp Since conduction is performed depending on the contact point between the warp and the weft, if the warp and the weft become difficult to conduct at the contact point between the warp and the weft due to corrosion, the sensor electrode can detect the contact of the hand with the surface layer. It becomes difficult.

しかしながら、本実施の形態における静電容量センサ100では、電気防食によって、センサ電極112の腐食を抑制することができるため、導電布をどの方向に裁断し、どのように配置しても、センサ電極112が表層部111への手の接触を検知することができる。このため、静電容量センサ100では、センサ電極112を用いてステアリングホイール200を組み付け易くなる。 However, in the capacitance sensor 100 of the present embodiment, since corrosion of the sensor electrode 112 can be suppressed by electrolytic corrosion protection, the sensor electrode can be suppressed regardless of the direction in which the conductive cloth is cut and the arrangement. The 112 can detect the contact of the hand with the surface layer portion 111. Therefore, in the capacitance sensor 100, the steering wheel 200 can be easily assembled by using the sensor electrode 112.

特に、樹脂を基材にした導電布である場合、センサ電極112は伸縮性を有する。このため、例えば、車両1のステアリングホイール200に静電容量センサ100を巻き付ける際に、導電布を引き延ばすことができるため、静電容量センサ100をステアリングホイール200に巻き付け易くなるとともに、引き延ばしても電極が断線し難くなる。その結果、センサ電極112が断線するかどうかを気にせずに、静電容量センサ100をステアリングホイール200に巻き付けることができるため、巻き付け易くなる。 In particular, in the case of a conductive cloth based on a resin, the sensor electrode 112 has elasticity. Therefore, for example, when the capacitance sensor 100 is wound around the steering wheel 200 of the vehicle 1, the conductive cloth can be stretched, so that the capacitance sensor 100 can be easily wound around the steering wheel 200, and even if the capacitance sensor 100 is stretched, the electrodes can be stretched. Is hard to break. As a result, the capacitance sensor 100 can be wound around the steering wheel 200 without worrying about whether or not the sensor electrode 112 is broken, so that the winding is easy.

(変形例)
上記実施の形態では、測定電位をセンサ電極112に印加することにより基材113の湿度を推定するが、本変形例では、外部装置150から湿度を示す湿度情報を取得する点で相違する。
(Modification example)
In the above embodiment, the humidity of the base material 113 is estimated by applying the measurement potential to the sensor electrode 112, but this modification differs in that the humidity information indicating the humidity is acquired from the external device 150.

本変形例の静電容量センサ100の構成は、特に明記しない場合、実施の形態と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。 Unless otherwise specified, the configuration of the capacitance sensor 100 of this modification is the same as that of the embodiment, and the same configuration is designated by the same reference numerals and detailed description of the configuration will be omitted.

図8は、変形例における静電容量センサ100の構成を示すブロック図である。 FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the capacitance sensor 100 in the modified example.

図8に示すように、制御回路121は、外部から湿度情報を取得する。ここで、外部とは、湿度計等を備えるエアーコンディショナ等の外部装置150、ユーザによる湿度の入力等を含む。 As shown in FIG. 8, the control circuit 121 acquires humidity information from the outside. Here, the outside includes an external device 150 such as an air conditioner equipped with a hygrometer or the like, a humidity input by a user, and the like.

本実施の形態では、外部は外部装置150であり、制御回路121は、通信部126を介して外部装置150から車両1内の湿度を示す湿度情報を取得する。制御回路121は、取得した湿度情報に示される湿度が高いほど、第1期間を短くするとともに、第2期間を長くする。 In the present embodiment, the outside is an external device 150, and the control circuit 121 acquires humidity information indicating the humidity inside the vehicle 1 from the external device 150 via the communication unit 126. In the control circuit 121, the higher the humidity shown in the acquired humidity information, the shorter the first period and the longer the second period.

通信部126は、外部装置150と有線又は無線通信することが可能な通信モジュールである。通信部126は、外部装置150から湿度情報を受信する。 The communication unit 126 is a communication module capable of wired or wireless communication with the external device 150. The communication unit 126 receives humidity information from the external device 150.

また、本実施の形態における静電容量センサ100では、制御回路121は、外部から湿度情報を取得する。例えば、周辺の機器等から取得した湿度情報が示す周囲の湿度に基づいて、負電位をセンサ電極112に印加することができる。このため、手が表層部111に触れていないときでも、センサ電極112の腐食を抑制することできる。また、制御回路121は、湿度情報を取得するため、湿度を推定する場合に比べて、演算処理を行うこともない。このため、静電容量センサ100では、処理負担を軽減することができる。 Further, in the capacitance sensor 100 according to the present embodiment, the control circuit 121 acquires humidity information from the outside. For example, a negative potential can be applied to the sensor electrode 112 based on the ambient humidity indicated by the humidity information acquired from peripheral devices and the like. Therefore, corrosion of the sensor electrode 112 can be suppressed even when the hand is not touching the surface layer portion 111. Further, since the control circuit 121 acquires the humidity information, it does not perform arithmetic processing as compared with the case of estimating the humidity. Therefore, in the capacitance sensor 100, the processing load can be reduced.

(その他の変形例)
以上、本開示に係る静電容量センサについて、上記各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を実施の形態に施したものも、本開示の範囲内に含まれてもよい。
(Other variants)
The capacitance sensor according to the present disclosure has been described above based on each of the above embodiments, but the present disclosure is not limited to these embodiments. As long as it does not deviate from the gist of the present disclosure, various modifications that can be conceived by those skilled in the art may be included in the scope of the present disclosure.

例えば、上記各実施の形態における静電容量センサにおいて、ステアリングカバーは、2つのセンサ電極と、2つの接地電極とを有するが、1つ又は3つ以上のセンサ電極と、1つ又は3つ以上の接地電極を有していてもよい。この場合、制御装置は、センサ電極の数に応じたスイッチ部を有していてもよい。具体的には、例えば、1つの基材に、3つ、若しくは、4つのセンサ電極を有するようにして、ステアリングホイールの把持位置検出分解能を増やす一方で、同じ基材に接地電極を2つだけ有するようにして、接地電極の構成を簡略化するようにしてもよい。 For example, in the capacitance sensor in each of the above embodiments, the steering cover has two sensor electrodes and two ground electrodes, but has one or three or more sensor electrodes and one or three or more. It may have a ground electrode of. In this case, the control device may have a switch unit according to the number of sensor electrodes. Specifically, for example, one base material has three or four sensor electrodes to increase the gripping position detection resolution of the steering wheel, while only two ground electrodes are provided on the same base material. It may be provided to simplify the configuration of the ground electrode.

また、上記各実施の形態における静電容量センサにおいて、接地電極は、発泡シートに縫製によって縫製されることによって、その発泡シートに固定されているが、他の方法によって発泡シートに固定されていてもよい。 Further, in the capacitance sensor in each of the above embodiments, the ground electrode is fixed to the foam sheet by being sewn on the foam sheet by sewing, but is fixed to the foam sheet by another method. May be good.

なお、上記の各実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment within the range obtained by applying various modifications that can be conceived by those skilled in the art to each of the above embodiments and the purpose of the present disclosure. The form to be used is also included in the present disclosure.

本開示の静電容量センサは、例えば、車両のステアリングホイール若しくはバイクのグリップ等に適用可能である。 The capacitance sensor of the present disclosure can be applied to, for example, a steering wheel of a vehicle, a grip of a motorcycle, or the like.

100 静電容量センサ
111 表層部
112 センサ電極
113 基材
114 接地電極
121 制御回路
150 外部機器(外部)
100 Capacitance sensor 111 Surface layer 112 Sensor electrode 113 Base material 114 Ground electrode 121 Control circuit 150 External device (external)

Claims (5)

手が触れる表層部と、
前記表層部の裏面に配置されるセンサ電極と、
前記センサ電極の前記表層部側とは反対側に配置される基材と、
前記基材の前記センサ電極とは反対側に配置される接地電極と、
前記センサ電極と電気的に接続される制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記センサ電極によって手の接触を測定する際の測定電位と、前記接地電極に対する負電位とを、前記センサ電極に交互に印加する
静電容量センサ。
The surface layer that you can touch and
The sensor electrodes arranged on the back surface of the surface layer portion and
A base material arranged on the side of the sensor electrode opposite to the surface layer side,
A ground electrode arranged on the side of the base material opposite to the sensor electrode,
A control circuit that is electrically connected to the sensor electrode is provided.
The control circuit is a capacitance sensor that alternately applies a measurement potential when measuring hand contact by the sensor electrode and a negative potential with respect to the ground electrode to the sensor electrode.
前記制御回路は、前記測定電位を前記センサ電極に印加する第1期間が、前記負電位を前記センサ電極に印加する第2期間より短くする
請求項1に記載の静電容量センサ。
The capacitance sensor according to claim 1, wherein the control circuit makes the first period in which the measurement potential is applied to the sensor electrode shorter than the second period in which the negative potential is applied to the sensor electrode.
前記制御回路は、
前記測定電位を前記センサ電極に印加することにより前記基材の湿度を推定し、
推定した前記湿度が高いほど、前記第1期間を短くするとともに、前記第2期間を長くする
請求項2に記載の静電容量センサ。
The control circuit
The humidity of the base material is estimated by applying the measurement potential to the sensor electrode, and the humidity is estimated.
The capacitance sensor according to claim 2, wherein the higher the estimated humidity, the shorter the first period and the longer the second period.
前記制御回路は、
外部から湿度情報を取得し、
取得した前記湿度情報に示される湿度が高いほど、前記第1期間を短くするとともに、前記第2期間を長くする
請求項2に記載の静電容量センサ。
The control circuit
Obtain humidity information from the outside and
The capacitance sensor according to claim 2, wherein the higher the humidity shown in the acquired humidity information, the shorter the first period and the longer the second period.
前記センサ電極は、導電布である
請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電容量センサ。
The capacitance sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor electrode is a conductive cloth.
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