JP6435525B2 - ステアリングホイール把持検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールのヒータの静電容量の変化により手の把持検出を行うステアリングホイール把持検出装置に関するものである。

従来、手とステアリングホイール（操舵ハンドル）との間の接触の検出装置が、たとえば特許文献１に提案されている。この検出装置のブロック回路図を図１７に示す。

図１７において、第１のキャパシタ（容量）１０１を含む第１の発振器１０３で、周波数ｆ１を有する第１の信号が発生される。第１のキャパシタ１０１は、図示されていない車両の同様に図示されていない操舵ハンドルに設けられている。第１のキャパシタ１０１は、例えば既に存在する操舵ハンドルの加熱器の一部分であってもよい。

また、第２のキャパシタ（容量）１０５および調節可能な第３のキャパシタ（容量）１０７を有する第２の発振器１０９で、第２の周波数ｆ２を有する第２の信号が発生される。ドライバの手が操舵ハンドル上に存在していないとき、第１の周波数ｆ１および第２の周波数ｆ２は等しい。ミキサ１１１で、第１および第２の周波数ｆ１およびｆ２の差の絶対値が形成される。差の絶対値は、周波数−電圧変換器１１３で出力電圧Ｕに変換される。

ドライバの手が操舵ハンドルに接近し且つ最後にこれを握ったとすると、これにより、第１のキャパシタ１０１が影響を受け、この結果、第１の周波数ｆ１が変化する。そして、手が操舵ハンドルに接近するのにしたがって、電圧Ｕは連続的に上昇し、電圧Ｕが第１のしきい値Ｓ１を超えると直ちに、手と操舵ハンドルとの間の接触が検出される。

特開２００２−３４０７１２号公報

本発明は、サーモスタットの開閉状態による把持検出への影響を低減できる、ステアリングホイールヒータ兼用のステアリングホイール把持検出装置を提供することを目的とする。

本発明のステアリングホイール把持検出装置は、ヒータとインダクタンス素子とからなる直列回路の接続点に電気的に接続される引き出し線を有する。そして、直列回路と直列に接続されるサーモスタットを有する。そして、直列回路、および、サーモスタットのいずれかと電気的に並列接続される容量素子を有する。そして、引き出し線に電気的に接続され、ヒータの静電容量値からステアリングホイールの把持を検出する静電センサ回路を有したものである。

また、本発明のステアリングホイール把持検出装置は、ヒータを構成する配線経路の中間点に電気的に接続される引き出し線を有する。そして、ヒータと直列に接続されるサーモスタットを有する。そして、ヒータ、および、サーモスタットのいずれかと電気的に並列接続される容量素子を有する。そして、引き出し線に電気的に接続され、ヒータの静電容量値からステアリングホイールの把持を検出する静電センサ回路を有したものである。

本発明のステアリングホイール把持検出装置によれば、サーモスタットの開閉による静電センサ回路の出力への影響を低減することが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置を含む車室内の概略図 本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置のブロック回路図 本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置の静電センサ出力の経時特性図で、キャパシタが接続されていない場合の経時特性図 本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置の静電センサ出力の経時特性図で、キャパシタが接続されている場合の経時特性図 本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置の他のブロック回路図 本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図 本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図 本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図 本発明の実施の形態２におけるステアリングホイール把持検出装置のブロック回路図 本発明の実施の形態２におけるステアリングホイール把持検出装置の他のブロック回路図 本発明の実施の形態３におけるステアリングホイール把持検出装置のブロック回路図 本発明の実施の形態３におけるステアリングホイール把持検出装置の他のブロック回路図 本発明の実施の形態３におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図 本発明の実施の形態４におけるステアリングホイール把持検出装置のブロック回路図 本発明の実施の形態４におけるステアリングホイール把持検出装置の他のブロック回路図 本発明の実施の形態４におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図 本発明の実施の形態４におけるステアリングホイール把持検出装置の概略構成図 従来の手と操舵ハンドルとの間の接触の検出装置のブロック回路図

本発明の実施の形態の説明に先立ち、前述の検出装置における問題点を簡単に説明する。前述の検出装置は、ドライバの手が操舵ハンドルを握ることにより、手と操舵ハンドルとの間の接触が検出されるのであるが、ここでは手と操舵ハンドルの接触を検出する場合に、操舵ハンドルの加熱器（ヒータ）を利用する際、過昇温防止や温度調節のために、ヒータの配線経路にサーモスタットを設ける構成が一般的である。この場合、手の接近による第１のキャパシタ１０１への影響だけでなく、サーモスタットの開閉に応じても第１のキャパシタ１０１が影響を受ける。さらに、サーモスタットは自律的に動くため、その開閉が直接わからない。従って、サーモスタットの開閉に応じて、突然、第１のキャパシタ１０１への影響が変化し、手の接触（把持）検出に対し誤差が加わる可能性があるという問題があった。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置を含む車室内の概略図である。図２は、本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置のブロック回路図である。図３Ａ、３Ｂは、本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置の静電センサ出力の経時特性図で、図３Ａはキャパシタが接続されていない場合の経時特性図、図３Ｂはキャパシタが接続されている場合の経時特性図である。図４は、本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置の他のブロック回路図である。図５は、本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図である。図６は、本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図である。図７は、本発明の実施の形態１におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図である。

図２において、ステアリングホイール把持検出装置１１は、ヒータ２１とインダクタンス素子２３とからなる直列回路の接続点３３に電気的に接続される引き出し線３４を有する。そして、直列回路と直列に接続されるサーモスタット１９を有する。そして、直列回路、および、サーモスタット１９のいずれかと電気的に並列接続される容量素子２５を有する。そして、引き出し線３４に電気的に接続され、ヒータ２１の静電容量値からステアリングホイールの把持を検出する静電センサ回路２７を有したものである。

これにより、サーモスタット１９の開閉による静電センサ回路２７の出力（静電センサ出力）への影響を低減することが可能となる。

以下、より具体的に本実施の形態１の構成、動作について説明する。

図１はステアリングホイール把持検出装置１１が含まれる車室内の概略図である。フロントウインドウ２の近傍には、ステアリングホイール３が配置される。また、ステアリングホイール３の近傍には運転席６が配置され、運転席６の隣にはシフトレバー７を介して助手席８が配置される。

図１において、ステアリングホイール把持検出装置１１は、ステアリングホイール３のグリップに内蔵される。これにより、ステアリングホイール把持検出装置１１は、手がステアリングホイール３のグリップを把持しているか否かを検出し、出力することができる。以下、ステアリングホイール把持検出装置１１の詳細について述べる。

図２において、電源１３は後述するヒータ２１を動作させるためのものである。電源１３の正極は、ステアリングホイール把持検出装置１１の正極端子１５に電気的に接続される。

正極端子１５には、サーモスタット１９の一端が電気的に接続される。ここで、サーモスタット１９はヒータ２１が過昇温しないように制御するためのもので、具体的な構成としては、ヒータ２１の温度が伝達しやすいように、ヒータ２１の近傍にサーモスタット１９が配置される。

従って、サーモスタット１９の他端にはヒータ２１の一端が電気的に接続される。ヒータ２１の種類は特に限定されないが、本実施の形態１では不織布の上にヒータ線を縫製した構成のものを使用した。従って、ヒータ２１はステアリングホイール３に内蔵される構成となる。

ヒータ２１の他端には、インダクタンス素子２３の一端が電気的に接続される。インダクタンス素子２３としては、例えばインダクタ、半導体スイッチ素子などが挙げられる。本実施の形態１では、インダクタンス素子２３としてインダクタを用いた。

インダクタンス素子２３の他端は負極端子１７に電気的に接続される。負極端子１７を介して、ステアリングホイール把持検出装置１１は電源１３の負極（グランド２９）と電気的に接続される。なお、本実施の形態１ではインダクタンス素子２３を設けているので、交流信号である手の把持検出信号が直接グランド２９に至ることはない。

サーモスタット１９とヒータ２１との第１接続点３１には、負極端子１７との間に容量素子としてのキャパシタ２５が電気的に接続される。キャパシタ２５の役割については後述する。なお、キャパシタ２５は、本実施の形態１では、単品の電子部品として市販されているものを指すが、それに限定されず、例えば基板内蔵キャパシタであってもよい。ここでは、これら様々なキャパシタを総称して容量素子という。

一方、ヒータ２１とインダクタンス素子２３との第２接続点３３には、引き出し線３４により静電センサ回路２７が電気的に接続される。静電センサ回路２７は、ヒータ２１を内蔵したステアリングホイール３に運転者の手が接触することによる静電容量値の変化を検出し、車両側制御回路３５へ出力する構成を有する。この検出のために、静電センサ回路２７はヒータ２１に対して交流電流を出力している。

ここで、車両側制御回路３５は車両全体の制御を司るもので、静電センサ回路２７から出力された信号に基づいて、ステアリングホイール３に対する運転者の手の接触を判断するだけでなく、ヒータ２１の制御や、それ以外の様々な電装品の制御を行う。なお、図２では、それらの記載を省略する。このような構成により、車両側制御回路３５は、手のステアリングホイール３に対する把持状況に応じた車両制御を行うことができる。なお、静電センサ回路２７からの出力は、車両側制御回路３５へ入力される構成に限定されるものではなく、例えばステアリングホイール周りの制御回路など、他の制御回路に入力される構成としてもよい。

図２のような構成において、ステアリングホイール把持検出装置１１は、電源１３と車両側制御回路３５以外からなるものと定義する。なお、ステアリングホイール把持検出装置１１は、図１に示すように、ステアリングホイール３に内蔵される構成としているが、これに限定されるものではない。すなわち、例えばステアリングホイール３には、最低限、ヒータ２１とサーモスタット１９が内蔵されていればよく、それ以外の構成要素のすべて、あるいは一部がステアリングホイール３の外部に設けられる構成としてもよい。

次に、ステアリングホイール把持検出装置１１の動作について、図３Ａ、３Ｂを用いて説明する。なお、図３Ａ、３Ｂとも横軸は時刻を、縦軸は前述の静電センサ出力を、それぞれ示す。

まず、図２のキャパシタ２５がない従来の構成について、詳細を述べる。キャパシタ２５がない構成であれば、静電センサ回路２７から見た容量値は次のようになる。サーモスタット１９が開いている場合は、ヒータ２１の第１接続点３１には何も接続されておらず、電気的に浮いている状態となる。従って、静電センサ回路２７から見た容量値はインダクタンス素子２３に基づくもののみとなる。一方、サーモスタット１９が閉じている場合は、交流的に見たとき、電源１３はグランド２９に接続されていることと等価になる。従って、静電センサ回路２７から見た容量値は、ヒータ２１とインダクタンス素子２３の各容量値に基づく合成容量値である。その結果、図３Ａに示すように、例えば時刻ｔ１まで開いていたサーモスタット１９が、時刻ｔ１で閉じると、合成容量値はインダクタンス素子２３の容量値のみであったものが、ヒータ２１の容量値を含むことになる。そのため、静電センサ出力はＡ値からＢ値へ急激に上昇する。従って、この変化が、手による静電容量値の変化に対して無視できない誤差要因となり得る。なお、図３Ａ、３Ｂにおいて、静電センサ出力が平均値（破線の値）から短周期で上下に変動しているが、これはノイズの影響である。また、図３Ａの場合はサーモスタット１９が開から閉になると、静電センサ出力は急上昇しているが、これは、ヒータ２１を含む全体の構成に依存して、逆の挙動、すなわち静電センサ出力が急下降する場合もある。ここでは、急上昇する例について述べた。

次に、図２のようにキャパシタ２５を接続した構成について、その挙動を図３Ｂにより説明する。まず、サーモスタット１９が閉じている場合について説明する。静電センサ回路２７はヒータ２１における静電容量値の変化を求めるために交流電流で検出するので、キャパシタ２５は静電センサ回路２７から見たとき、導通と等価になる。ここで、サーモスタット１９は閉じているが、キャパシタ２５が導通と等価であるので、静電センサ回路２７から見た容量値は、ヒータ２１の容量値とインダクタンス素子２３の容量値のみの合成容量値となる。

一方、サーモスタット１９が開いている場合は、第１接続点３１がキャパシタ２５を介してグランド２９と電気的に接続される。従って、静電センサ回路２７から見た容量値は、ヒータ２１の容量値とインダクタンス素子２３の容量値のみの合成容量値となる。これらのことから、図３Ｂに示すように、例えば時刻ｔ１まで開いていたサーモスタット１９が、時刻ｔ１で閉じたとしても、合成インピーダンスがサーモスタット１９の開閉にほとんど影響されないので、静電センサ出力はＡ値のまま安定し続ける。その結果、手によるヒータ２１の静電容量値の変化に対する、サーモスタット１９の開閉による誤差の影響を低減できる。

以上の構成、動作により、サーモスタット１９の開閉による静電センサ回路２７の出力（静電センサ出力）への影響を低減することが可能なステアリングホイール把持検出装置１１を実現できる。

なお、本実施の形態１では、正極端子１５から負極端子１７に向かって順に、サーモスタット１９、ヒータ２１、およびインダクタンス素子２３を電気的に直列接続する構成としたが、これは、この直列回路において、インダクタンス素子２３とヒータ２１の位置を入れ替えてもよい。このような構成を図４に示す。図４のステアリングホイール把持検出装置１１では、正極端子１５から負極端子１７に向かって順に、サーモスタット１９、インダクタンス素子２３、およびヒータ２１を電気的に直列接続する構成としている。これ以外の構成は図２と同じである。このような構成としても、サーモスタット１９、およびキャパシタ２５の回路上の配置は同じであるため、図３Ａ、３Ｂで説明した同じ理由により、サーモスタット１９の静電センサ出力への影響を低減することができる。

また、本実施の形態１では、キャパシタ２５を、サーモスタット１９とヒータ２１の間の配線経路（図２では第１接続点３１）と、負極端子１７との間に電気的に接続しているが、これは、キャパシタ２５をサーモスタット１９に電気的に並列接続する構成としてもよい。この場合の構成を図５に示す。なお、図５において、上記した点以外は図２と同じ構成であるので、構成の詳細な説明は省略し、ここではその動作について説明する。

図５において、まずサーモスタット１９が開の場合は、キャパシタ２５が交流的に導通と等価になることから、静電センサ回路２７から見た容量値は、ヒータ２１とインダクタンス素子２３の合成容量値となる。次に、サーモスタット１９が閉の場合は、キャパシタ２５の両端が短絡されるので、サーモスタット１９が開の場合と同様に、静電センサ回路２７から見た容量値は、ヒータ２１とインダクタンス素子２３の合成容量値となる。ゆえに、サーモスタット１９の開閉状態にかかわらず、静電センサ回路２７から見た合成容量値はほぼ等しくなり、静電センサ出力に対するサーモスタット１９の影響は低減される。

なお、特に図示はしないが、図４の構成において、図５の構成と同様にサーモスタット１９にキャパシタ２５を並列接続する構成としてもよい。この場合も、上記した図４や図５と同じ効果が得られる。

また、本実施の形態１では、ヒータ２１とインダクタンス素子２３を１組だけ用いる構成としたが、これは、複数組としてもよい。すなわち、複数の直列回路（ヒータとインダクタンス素子からなる）が並列に接続される構成を有するとともに、それぞれの直列回路に電気的に接続される、複数の静電センサ回路と、を有するものとする。このような構成例を図６に示す。

図６では、２組のヒータとインダクタンス素子を並列に接続している。ここで、図６の左側の組に対しては、第１ヒータ３７、第１インダクタンス素子３９と呼ぶ。同様に、右側の組に対しては、第２ヒータ４１、第２インダクタンス素子４３と呼ぶ。また、このように２組のヒータとインダクタンス素子を有するため、それぞれのヒータからの手の把持検出を行うために、静電センサ回路も２つ必要となる。従って、図６の左側の第１ヒータ３７、第１インダクタンス素子３９に対しては、両者の接続点（第３接続点４５）に第１引き出し線４６を介して第１静電センサ回路４７が電気的に接続される。同様に、図６の右側の第２ヒータ４１、第２インダクタンス素子４３に対しては、両者の接続点（第４接続点４９）に第２引き出し線５０を介して第２静電センサ回路５１が電気的に接続される。なお、第１静電センサ回路４７と第２静電センサ回路５１の出力は、いずれも車両側制御回路３５に入力される。

このような構成としても、図２で説明した同じ理由で、サーモスタット１９の開閉による静電センサ出力への影響は低減される。このことから、第１静電センサ回路４７と第２静電センサ回路５１の出力において、サーモスタット１９の影響は低減される。ただし、第１静電センサ回路４７と第２静電センサ回路５１から見える容量値は、２組のヒータとインダクタンス素子が電気的に接続されるため、いずれも、第１ヒータ３７と、第１インダクタンス素子３９と、第２ヒータ４１と、第２インダクタンス素子４３の合成容量値となる。

また、このような構成とすることで、ヒータを２分割できるので、ステアリングホイール右手が触れているか、左手が触れているか、あるいは両手が触れているかという判断も行うことができる。

なお、図６では、ヒータとインダクタンス素子を２組としたが、これは３組以上としてもよい。この場合も構成上はヒータとインダクタンス素子の直列回路を、図６のように並列に接続してゆけばよい。このように構成すると、ステアリングホイール３上の把持検出部分を細分化することができるので、手の位置検出の精度が向上する。

また、図６の構成においても、図４の構成と同様に、ヒータとインダクタンス素子の回路上の配置を入れ替えてもよい。この場合も図４で説明したとおり、静電センサ出力に対するサーモスタット１９の影響を低減することができる。なお、例えば図６において、右側の組だけ、第２ヒータ４１と第２インダクタンス素子４３の配置を入れ替えるようにしてもよい。このような構成は、例えばステアリングホイール３内の狭小スペースに複数のインダクタンス素子を配するとき、配置の都合によっては、配置を入れ替える組があったほうが望ましい場合に適用可能である。

また、図６の構成においても、図５の構成と同様に、サーモスタット１９にキャパシタ２５を電気的に並列接続する構成としてもよい。このような構成を図７に示す。ヒータとインダクタンス素子の組数が多い構成であっても、図５で述べた同じ理由により、サーモスタット１９の開閉による静電センサ出力への影響を低減できる。ただし、合成容量値は図６で説明したように２つのヒータと２つのインダクタンス素子の合成容量値となる。また、図７の構成ではサーモスタット１９にキャパシタ２５を並列接続するので、回路上、両者を近接して配置することが可能となる。そのため、ステアリングホイール３内の狭小スペースへの配置にとって有利となる。

また、特に図示しないが、図７の構成で、図４に示すようにヒータとインダクタンス素子の回路上の配置を入れ替えてもよい。この場合も図４で説明したとおり、静電センサ出力に対するサーモスタット１９の影響を低減することができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２におけるステアリングホイール把持検出装置のブロック回路図である。図９は、本発明の実施の形態２におけるステアリングホイール把持検出装置の他のブロック回路図である。本実施の形態２において、実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

すなわち、図８において、ステアリングホイール把持検出装置１１は、ヒータ２１を構成する配線経路の中間点に電気的に接続される引き出し線５２を有する。そして、ヒータ２１と直列に接続されるサーモスタット１９を有する。そして、ヒータ２１、および、サーモスタット１９のいずれかと並列に電気的に接続される容量素子２５を有する。そして、引き出し線５２に電気的に接続され、ヒータ２１の静電容量値からステアリングホイールの把持を検出する静電センサ回路２７を有する。

これにより、ヒータ２１を構成する配線経路の中間に静電センサ回路２７を接続することで、インダクタンス素子２３を省略する構成としても、サーモスタット１９とキャパシタ２５の回路上の配置は実施の形態１と同じであるため、サーモスタット１９の開閉における静電センサ出力への影響を低減することができる。

以下、本実施の形態２の詳細について、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

図８においては、まず、インダクタンス素子２３が無く、ヒータ２１と負極端子１７とが直接接続される構成となる。その結果、第２接続点３３も無くなるので、静電センサ回路２７を接続する先が無い。そこで、本実施の形態２では、静電センサ回路２７をヒータ２１が構成される配線経路の中間（途中）に、引き出し線５２により接続する構成としている。この接続点を、以下、第５接続点５３という。このように構成することで、図８のヒータ２１の上半分と下半分に、それぞれインダクタンス素子が接続されたことと交流的には等価になる。従って、このような構成としても、ヒータ２１の静電容量値の変化から、手によるステアリングホイール３の把持を検出することができる。

また、図８の構成においては、ヒータ２１の下半分が、実施の形態１のインダクタンス素子２３に相当するので、サーモスタット１９の開閉による静電センサ出力への影響低減効果は同等である。

なお、第５接続点５３の位置は、ヒータ２１上で両端以外のどこでもよいが、第５接続点５３がヒータ２１の両端近くであると、その部分が交流的に導通に近づく。そして、第５接続点５３が第１接続点３１側に近づけば、サーモスタット１９が閉の時、静電センサ回路２７からの交流測定信号が電源１３を経由してグランド２９に至ってしまう。一方、第５接続点５３が負極端子１７側に近づけば、交流測定信号は、そのままグランド２９に至ってしまう。従って、いずれも手のステアリングホイール３に対する把持を正しく検出する可能性が低減してしまう。これらのことから、第５接続点５３の位置はヒータ２１の中間付近が望ましい。

また、本実施の形態２では、インダクタンス素子２３が不要となる。従って、その分、ステアリングホイール３内の狭小スペースへのステアリングホイール把持検出装置１１の配置にとって有利となる。

以上の構成、動作により、ヒータ２１の配線経路の途中に静電センサ回路２７を接続する構成としても、サーモスタット１９の開閉における静電センサ出力への影響を低減することが可能なステアリングホイール把持検出装置１１を実現できる。

なお、本実施の形態２においても、実施の形態１の図６で示した構成と同様に、複数のヒータが並列に接続される構成を有するとともに、それぞれの引き出し線に電気的に接続される、複数の静電センサ回路と、を有するようにしてもよい。このような構成を図９に示す。図９の構成は、図８の構成に対して、第２ヒータ４１を第１ヒータ３７の両端（図８のヒータ２１の両端）に並列接続するとともに、第２ヒータ４１の配線経路の中間（途中）に第７接続点５４を設け、引き出し線５６により第２静電センサ回路５１を第７接続点５４に電気的に接続したものである。なお、図９では、図６の表記に倣って、図８のヒータ２１を第１ヒータ３７、静電センサ回路２７を第１静電センサ回路４７と呼ぶ。

このような構成としても、実施の形態１で説明した同じ理由により、サーモスタット１９の開閉の影響を低減して、手の把持を検出することができる。また、複数のヒータとする長所についても、図６で説明したとおりである。

また、実施の形態１の図５に示したように、本実施の形態２の図８、図９の構成においても、キャパシタ２５をサーモスタット１９に並列接続する構成としてもよい。これによっても、実施の形態１で述べたように、サーモスタット１９の静電センサ出力への影響を低減できる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３におけるステアリングホイール把持検出装置のブロック回路図である。図１１は、本発明の実施の形態３におけるステアリングホイール把持検出装置の他のブロック回路図である。図１２は、本発明の実施の形態３におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図である。本実施の形態３において、実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１０において、ステアリングホイール把持検出装置１１は、電源１３の正極に電気的に接続される正極端子１５と、電源１３の負極に電気的に接続される負極端子１７と、を有する。また、ステアリングホイール把持検出装置１１は、正極端子１５から負極端子１７に向かって順に、ヒータ２１、インダクタンス素子２３、およびサーモスタット１９を電気的に接続した直列回路と、サーモスタット１９に電気的に並列接続される容量素子（キャパシタ２５）と、を有する。そして、ステアリングホイール把持検出装置１１は、インダクタンス素子２３とヒータ２１の間の配線経路に引き出し線３４により電気的に接続され、ヒータ２１の静電容量値からステアリングホイールの把持を検出する静電センサ回路２７と、を有する。

これにより、サーモスタット１９にキャパシタ２５が並列接続される構成となるので、キャパシタ２５が交流的に導通となる。従って、グランド２９に接続されるサーモスタット１９の開閉にかかわらず、第６接続点５５は交流的にグランド２９に接続されることになる。ゆえに、静電センサ出力に対するサーモスタット１９の開閉の影響を低減することができる。

以下、本実施の形態３の詳細について、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

図１０において、まず、正極端子１５とヒータ２１との間にはサーモスタット１９が無く、導通状態となる。サーモスタット１９は、インダクタンス素子２３から負極端子１７までの配線経路に接続される。また、キャパシタ２５は、実施の形態１では第１接続点３１と負極端子１７との間に接続されていたが、これは、インダクタンス素子２３とサーモスタット１９との第６接続点５５と、負極端子１７との間に接続される。従って、図１０に示すように、サーモスタット１９とキャパシタ２５は並列接続される構成となる。

上記以外の構成は、実施の形態１と同じである。

次に、ステアリングホイール把持検出装置１１の、サーモスタット１９の開閉時における動作について述べる。

まず、サーモスタット１９が開のときは、交流的にはキャパシタ２５が導通と等価になることから、静電センサ回路２７から見ると、インダクタンス素子２３の第６接続点５５側はグランド２９と導通していることになる。従って、静電センサ回路２７から見た容量値は、ヒータ２１の容量値とインダクタンス素子２３の容量値の合成容量値となる。次に、サーモスタット１９が閉のときは、第６接続点５５が直接グランド２９と接続されるので、静電センサ回路２７から見た容量値は、ヒータ２１の容量値とインダクタンス素子２３の容量値の合成容量値となる。これらの結果から、サーモスタット１９の開閉状態にかかわらず、静電センサ出力は図３Ｂに示すように安定する。従って、サーモスタット１９を負極端子１７側に接続する構成としても、キャパシタ２５をサーモスタット１９と並列に接続することにより、サーモスタット１９の開閉に伴う静電センサ出力への影響を低減することができる。

以上の構成、動作により、静電センサ出力に対するサーモスタット１９の開閉の影響を低減することが可能なステアリングホイール把持検出装置１１を実現できる。

なお、本実施の形態３では、正極端子１５から負極端子１７に向かって、ヒータ２１、インダクタンス素子２３、およびサーモスタット１９の順に直列接続しているが、この直列回路において、インダクタンス素子２３とヒータ２１の位置を入れ替えてもよい。このような構成を図１１に示す。インダクタンス素子２３とヒータ２１の位置が入れ替わっている以外は図１０と同じである。図１１の構成としても、サーモスタット１９とキャパシタ２５の位置は図１０と同じであるので、図１０で述べた動作により、サーモスタット１９の開閉に伴う静電センサ出力への影響を低減することができる。また、本実施の形態３では、サーモスタット１９にキャパシタ２５を並列接続する構成としたが、これは、図１２に示すように、ヒータ２１とインダクタンス素子２３の直列回路の両端、すなわち、第１接続点３１と第６接続点５５との間に並列接続するようにしてもよい。この構成の場合の動作について述べる。

まず、サーモスタット１９が閉の場合は、第６接続点５５がグランド２９と直接接続される。一方、ヒータ２１は電源１３を介してグランド２９と接続される。ゆえに、静電センサ回路２７から見た容量値はヒータ２１の容量値とインダクタンス素子２３の容量値の合成容量値となる。次に、サーモスタット１９が開の場合は、第６接続点５５は交流的に導通と等価のキャパシタ２５を通して電源１３を介してグランド２９と接続される。従って、静電センサ回路２７から見た容量値はヒータ２１の容量値とインダクタンス素子２３の容量値の合成容量値となる。これらのことから、図１２の構成であっても、サーモスタット１９の開閉状態にかかわらず、静電センサ出力を安定化することが可能なステアリングホイール把持検出装置１１を得ることができる。

なお、図１２に示す構成において、ヒータ２１とインダクタンス素子２３の配置を逆にする構成としてもよい。この構成であっても、上記した図１２の構成の場合と同様の理由により、サーモスタット１９の開閉状態にかかわらず、静電センサ出力を安定化することが可能なステアリングホイール把持検出装置１１を得ることができる。

また、本実施の形態３に示すように、グランド２９側にサーモスタット１９を設ける、図１０から図１２に示す構成においても、ヒータ２１とインダクタンス素子２３の直列回路を複数並列に接続する構成としてもよい。この場合であっても、上記した同じ理由により、サーモスタット１９の開閉状態の影響を低減することができる。なお、直列回路を複数並列に接続する構成とした場合も、キャパシタ２５は直列回路の両端か、またはサーモスタット１９の両端に並列接続すればよい。

（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４におけるステアリングホイール把持検出装置のブロック回路図である。図１４は、本発明の実施の形態４におけるステアリングホイール把持検出装置の他のブロック回路図である。図１５は、本発明の実施の形態４におけるステアリングホイール把持検出装置のさらに他のブロック回路図である。図１６は、本発明の実施の形態４におけるステアリングホイール把持検出装置の概略構成図である。本実施の形態４において、実施の形態１〜３と同じ構成要素には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１３において、ステアリングホイール把持検出装置１１は、電源１３の正極に電気的に接続される正極端子１５と、電源１３の負極に電気的に接続される負極端子１７と、を有する。また、ステアリングホイール把持検出装置１１は、正極端子１５から負極端子１７に向かって順に、ヒータ２１、およびサーモスタット１９を電気的に接続した直列回路と、サーモスタット１９に電気的に並列接続される容量素子（キャパシタ２５）と、を有する。そして、ステアリングホイール把持検出装置１１は、ヒータ２１を構成する配線経路の中間に、引き出し線５２により電気的に接続され、ヒータ２１の静電容量値からステアリングホイールの把持を検出する静電センサ回路２７と、を有する。

これにより、サーモスタット１９にキャパシタ２５が並列接続される構成となるので、キャパシタ２５が交流的に導通となる。従って、実施の形態３と同様に、静電センサ出力に対するサーモスタット１９の開閉の影響を低減することができる。

以下、本実施の形態４の詳細について、実施の形態２（図８）と異なる点を中心に説明する。

図１３において、まず、正極端子１５とヒータ２１との間にはサーモスタット１９が無く、導通状態となる。サーモスタット１９は、ヒータ２１から負極端子１７までの配線経路に接続される。また、キャパシタ２５は、実施の形態３と同様に、第６接続点５５と、負極端子１７との間に接続される。従って、図１３に示すように、サーモスタット１９とキャパシタ２５は並列接続される構成となる。

上記以外の構成は、実施の形態２と同じである。なお、第５接続点５３の位置決定についても、実施の形態２で述べたとおりである。

次に、ステアリングホイール把持検出装置１１の、サーモスタット１９の開閉時における動作についてであるが、サーモスタット１９とキャパシタ２５の回路上の配置が、図１０、図１１の配置と同じであるので、実施の形態３で述べたように、サーモスタット１９の開閉動作による静電センサ出力への影響は低減される。従って、ヒータ２１を構成する配線経路の途中に第５接続点５３を設け、そこへ引き出し線５２により静電センサ回路２７を接続する構成について、回路上、サーモスタット１９を負極端子１７側に配置する構成であっても、サーモスタット１９にキャパシタ２５を並列接続することで、サーモスタット１９の開閉による静電センサ出力への影響を低減することができる。

なお、本実施の形態４においても、実施の形態２と同様にインダクタンス素子２３が不要となるので、その分、ステアリングホイール３内の狭小スペースへのステアリングホイール把持検出装置１１の配置にとって有利となる。

以上の構成、動作により、静電センサ出力に対するサーモスタット１９の開閉の影響を低減することが可能なステアリングホイール把持検出装置１１を実現できる。

なお、本実施の形態４におけるキャパシタ２５の位置は、サーモスタット１９の両端に並列接続される位置に限定されるものではなく、ヒータ２１の両端に並列接続される位置であってもよい。その場合のブロック回路図を図１４に示す。サーモスタット１９が閉の場合は第６接続点５５が直接グランド２９に接続され、サーモスタット１９が開の場合は第６接続点５５が交流的に導通と等価なキャパシタ２５を通して電源１３を介し、グランド２９と接続される。従って、静電センサ回路２７から見た容量値は、サーモスタット１９の開閉にかかわらず、図１４において上半分のヒータ２１の容量値と下半分のヒータ２１の容量値の合成容量値となる。これらのことから、図１４の構成でも静電センサ出力に対するサーモスタット１９の影響を低減できる。

また、図１４の構成で、複数のヒータを並列に接続する構成としてもよい。このブロック回路図を図１５に示す。図１５では、第２ヒータ４１を第１ヒータ３７（ヒータ２１）と並列に接続した点と、第２ヒータ４１に引き出し線５６を介して第２静電センサ回路５１を接続した点が図１４の構成と異なる。しかし、キャパシタ２５の位置が同じであるため、図１４で述べた理由でサーモスタット１９の開閉による静電センサ出力への影響を低減できる。

また、特に図示はしないが、同様にして、図１３の構成で、複数のヒータを並列に接続するようにしてもよい。

図１５に示すように、２つのヒータ（第１ヒータ３７と第２ヒータ４１）を有するステアリングホイール把持検出装置１１において、実際にステアリングホイール３に内蔵した場合の一例の概略構成図を図１６に示す。２つ（複数）のヒータ（第１ヒータ３７と第２ヒータ４１）は、図１６に示すとおり、ステアリングホイール３の中立位置における中心線６０に対して、互いに対称な位置に配される。すなわち、図１６では第１ヒータ３７と第２ヒータ４１が中心線６０に対し、左右対称な位置に配置される。これにより、２つのヒータで運転者の左右の手を、より確実に暖めることができる。そして、車両側制御回路３５は、ステアリングホイール把持検出装置１１が容量素子２５によりサーモスタット１９の影響を低減していることから、運転者が両手でステアリングホイール３を把持しているか、または片手のみで把持しているか、を高精度に判断することができる。その結果、車両側制御回路３５は運転者に対し、誤報の可能性を低減した状態で、ステアリングホイール３の把持における注意を促すことができる。

なお、中立位置とは、車両が直進する際のステアリングホイール３の位置のことである。また、図１６の構成は、図６、図７、図９に対して適用してもよい。さらに、ヒータが４つ以上の偶数個の場合であっても、各ヒータをステアリングホイール３の中立位置における中心線６０に対して、互いに対称な位置に配すればよい。

また、図示はしていないが、複数のヒータをステアリングホイール３の円周方向に沿って内蔵する構成としてもよい。この場合、車両側制御回路３５は運転者がステアリングホイール３のどこを把持しているかを、より詳細に判断することが可能となる。

本発明にかかるステアリングホイール把持検出装置は、サーモスタットの開閉状態による把持検出への影響を低減できるので、特にステアリングホイールのヒータにより手の把持検出を行うステアリングホイール把持検出装置等として有用である。

２ フロントウインドウ
３ ステアリングホイール
６ 運転席
７ シフトレバー
８ 助手席
１１ ステアリングホイール把持検出装置
１３ 電源
１５ 正極端子
１７ 負極端子
１９ サーモスタット
２１，３７，４１ ヒータ
２３，３９，４３ インダクタンス素子
２５，１０１ キャパシタ（容量素子）
２７，４７，５１ 静電センサ回路
２９ グランド
３１，３３ 接続点
３４，４６，５０，５２，５６ 引き出し線
３５ 車両側制御回路
５３，５４，５５ 接続点
６０ 中心線
１０３，１０９ 発振器
１１１ ミキサ
１１３ 電圧変換器

Claims (5)

1. ヒータとインダクタンス素子とからなる直列回路の接続点に電気的に接続される引き出し線と、
   前記直列回路と直列に接続されるサーモスタットと、
   前記直列回路の両端、および、前記サーモスタットの両端のいずれかと電気的に並列接続される容量素子と、
   前記引き出し線に電気的に接続され、前記ヒータの静電容量値からステアリングホイールへの接触を検出する静電センサ回路と、を備えるステアリングホイール把持検出装置。
2. 前記直列回路が、複数並列に接続される構成を備えるとともに、
   それぞれの前記引き出し線に電気的に接続される、複数の前記静電センサ回路と、を備える請求項１に記載のステアリングホイール把持検出装置。
3. ヒータを構成する配線経路の中間点に電気的に接続される引き出し線と、前記ヒータと直列に接続されるサーモスタットと、前記ヒータの両端、および、前記サーモスタットの両端のいずれかと電気的に並列接続される容量素子と、
   前記引き出し線に電気的に接続され、前記ヒータの静電容量値からステアリングホイールへの接触を検出する静電センサ回路と、を備えるステアリングホイール把持検出装置。
4. 前記ヒータが、複数並列に接続される構成を備えるとともに、
   それぞれの前記引き出し線に電気的に接続される、複数の前記静電センサ回路と、を備える請求項３に記載のステアリングホイール把持検出装置。
5. 複数の前記ヒータは、前記ステアリングホイールの中立位置における中心線に対して、互いに対称な位置に配される請求項２あるいは、４に記載のステアリングホイール把持検出装置。

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