JP6466307B2 - 手の圧力を感知するステアリングホイール - Google Patents

Description

本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１０年４月２日に
出願した米国仮特許出願第６１／３２０，５８８号の優先権および利益を主張するもので
ある。

本発明は、一般に、ステアリングホイールの分野に関する。より詳細には、本発明は、
ステアリングホイール上の運転者の手の存在を感知するシステムに関する。

従来のステアリングホイールは、車両運転中の運転者の手の位置を検出する能力を持た
ない。正常な運転条件では、安全標語「ホイールを握り、道路を注視し、運転に集中する
」にしたがって、車両を十分に安全管理するために、両手がステアリングホイール上にあ
るべきである。

最近、運転者の気を散らす可能性があるものの数が増加した。携帯型電子機器（例えば
、携帯電話、ｍｐ３プレーヤなど）の到来と共に、運転者に、ステアリングホイールにあ
る彼らの手を使用するように促すかまたは誘惑する多くの電子的娯楽が存在する。例えば
、そのような携帯型電子機器は、携帯電話をかけるために手でダイヤルすることもしくは
電話番号を選択すること、または伝言を手で書くことおよび／または電子メールに返信す
ること、またはどの歌を添付のＭＰ３プレーヤで演奏するかを選択することを必要とする
可能性がある。

他の車両ベースシステムおよびステアリングホイールベースシステムのための車両ベー
スの警報および入力を可能にするために、ステアリングホイール上の運転者の手の存在お
よび／または位置を識別するためのシステムを提供することが望ましいであろう。

一実施形態によれば、車両安全システムは、ステアリングホイールと、ステアリングホ
イールに設置された複数の圧力感知センサと、制御ユニットとを含む。圧力感知センサは
、ステアリングホイールの別々の領域に設置されてよい。圧力感知センサは、運転者の手
が、複数の圧力感知センサのうちの１つまたは複数のセンサに関連する、ステアリングホ
イールのそれぞれの領域の上を押しているかどうかを判定することができる。制御ユニッ
トは、運転者の両手のうちの少なくとも一方が、所定の時間の間にステアリングホイール
のある領域の上を押しているかどうかを判定するように構成またはプログラムされてよい
。

一実施形態によれば、車両のステアリングホイールは、ステアリングホイールに設置さ
れた複数の圧力感知センサを含む。圧力感知センサは、ステアリングホイールの別々の領
域に設置されてよく、それにより圧力感知センサは、運転者の手が、複数の圧力感知セン
サのうちの１つまたは複数のセンサに関連する、ステアリングホイールのそれぞれの領域
の上を押しているかどうかを判定することができる。

本例の上記およびその他の特徴、態様、および利点は、以下の説明、添付の特許請求の
範囲、および以下に簡単に説明される図面に示される添付の例から明らかとなるであろう
。

一例による、手の圧力感知を有するステアリングホイールを示す車両内部の等角図である。 一例による、手の圧力感知を有するステアリングホイールの正面図である。 別の一例による、手の圧力感知を有するステアリングホイールの正面図である。 ３−３線に沿って取られた図２Ａのステアリングホイールの断面図である。 一例による、圧力センサを備えるステアリングホイールをモニタする方法の流れ図である。 別の一例による、圧力センサを備えるステアリングホイールをモニタする方法の流れ図である。 一例による、手の圧力感知を有するステアリングホイールのための加熱システムのブロック図である。

圧力感知材料をステアリングホイールの革／発泡体など、ステアリングホイールの下張
り（underlay）の下に配置することによって、または圧力感知材料をステアリングホイー
ルの下張りの中に組み入れることによって、ステアリングホイール上の手の数およびそれ
らの手が置かれる場所を検出することが可能となる。

ステアリングホイールは、複数のゾーンに分離されうる。例えば、ステアリングホイー
ルは、４ゾーン−上リム部、下リム部、左手部および右手部を含む４スポーク設計を有す
ることができる。運転者の片手または両手でステアリングホイールを握る運転などによっ
て、１つまたは複数のゾーン内のステアリングホイールのリム上で圧力が検出されると、
接触点が識別されうる。車両の設定を使用して、安全運転状態を達成するために、最小の
接触点の数がプリセットされうる。

本明細書で説明される特徴は、車両安全システムの一部であってよく、車両安全システ
ムは、ステアリングホイール、１つまたは複数の圧力感知センサ、および制御ユニットを
含んでよい。制御ユニットは、圧力感知センサから信号を受けるステップ、メッセージを
介して記録されるかまたは送られる情報を出力するステップ、および／または命令を加熱
装置などの装置に供給するステップなど、本明細書で説明されるステップおよび特徴を実
施するように構成またはプログラムされうる。例えば、制御ユニットは、本明細書で説明
されるステップおよび特徴のためのプログラミングを含む不揮発性メモリを備えるＣＰＵ
であってよい。

例えば、熟練した経験の深い運転者は、ただ１つの接触点を要求するように制御システ
ムまたは制御ユニットを設定することができるであろうし、一方、電子装置に伴う誘惑を
より受けやすいであろう若い未熟な運転者の両親は、それぞれの手の接触点に対応する、
ステアリングホイールの左手側および右手側の接触点など、２つの接触点を要求するよう
に、システムを設定することができるであろう。

制御ユニットまたは制御システムが、センサを使用して運転者の両手によるステアリン
グホイール上の接触を探索するように設定されるとき、片方の手がステアリングホイール
から引き上げられるたびに、制御システムが常に警報を鳴らすことのないように、時間ベ
ースのアルゴリズムが、片方の手がホイールに接触していない時間の長さを確定するため
に使用されてよい。そのような時間の閾の長さは、例えば、１〜１０秒または１〜５秒ま
たは他の期間であってよく、車両内の変速機の種類に基づく可能性がある。例えば、自動
変速機は、ＯＥＭによってプリセットされうる、より短い閾の期間を使用することができ
、一方、（ステアリングホイールに装着されたシフタのない）マニュアルシフト変速機に
対しては、ギヤをシフトするために片方の手を使うことが必要であるので、より長い閾の
期間が設定されてよい。

制御システムに対するそのような期間が経過して、手がステアリングホイールと接触し
ていることが検出されないならば、システムは、フィードバックを使用して、運転者およ
び他の車両搭乗者に警告することができる。そのようなフィードバックは、例えば、警報
音、警報音声、警告光、物理的なホイールベースの振動装置を使用するホイール振動、お
よび当業界で使用される他の形のフィードバックであってよい。また、長期間の間手がホ
イール上に検出されないならば、車両を減速させるステップ、事実を記録し、電子メール
で親または車両の持ち主に報告するように車両をプリセットするステップ、または自動的
に車両システムに接続されているラジオを切るかもしくは車両システムに接続されている
他の電子装置の接続を切るステップなど、さらなるステップが使用されてよい。

エアバッグの展開に至る時点においては、両手がステアリングホイール上にあることが
好ましい。制御ユニットまたは制御システムは、ステアリングホイール上の運転者の手の
存在に関する経時的（historical）データを記録することができるか、または、そのよう
なデータが、拘束制御モジュール（ＲＣＭ）／ブラックボックスなど、車両システムによ
って記録されうる。事故の場合は、このデータが、車両の制御の程度を示すために使用さ
れうる。

別の例によれば、期間はまた、車両速度に関連してよく、車両の速度が変化するのにつ
れて変更されてよい。その結果、車両速度が増加するのにつれて、より多くの手の接触が
、ホイール上に必要となる。例えば、車両の制御システムは、車両が運動しているときに
、手がステアリングホイール上に存在しないかどうかを検出するためのセンサと共に使用
されてよい。そのような状況では、制御ユニットは、フィードバックが供給されるかまた
は動作が取られる前の、例えば１〜２秒の十分短い期間内に、閾の期間を与えることがで
きる。車両が移動しており、第１の初期期間の後に手が検出されないならば、例えば、警
報音または警報音声が使用されるなど、フィードバックが運転者に供給されうる。別の期
間がフィードバック後に経過した後、車両の運転操作に介入するステップなど、より立ち
入ったステップが取られてよい。そのような第２の期間は、例えば、１〜６０秒、１〜３
０秒、１〜２０秒、１〜１０秒、１〜５秒、１〜２秒であってよい。第２の期間の経過後
に使用されるべきより立ち入ったステップは、例えば、車両の運転操作に介入するステッ
プを含んでよい。車両の運転操作に介入するステップは、例えば、車両を減速するステッ
プ、ハザード警告光およびもしくはホーンシステムを作動させるステップ、ならびにまた
は運転者に問題がないかどうかを、会話によって判断することができる緊急サービスまた
は携帯電話ベースのサービスオペレータ（例えばＯｎＳｔａｒ（登録商標））にダイヤル
するステップを含むことができる。

上で説明したように、期間はまた、車両速度と関連してよく、車両の速度が変化するの
につれて変更されてよい。例えば、５０マイル／時間（８０．５ｋｍ／時間）を超える速
度においては、ギヤチェンジはあまり必要でなく、より長い、運転者の手とホイールとの
間の接触時間が期待される。反対に、車両が静止しているときは、手の接触は全く必要で
ない。

ステアリングホイール上に手が存在しないことが検出されることは、機能低下した運転
者の証拠として取られてよい。例えば、ステアリングホイール上に手が存在しないことま
たは片方の手だけが存在することは、注意散漫の運転者、居眠り運転者、酒酔い運転者、
または心臓麻痺、脳卒中、もしくは発作など、医学的症状にさいなまれている運転者を示
している可能性がある。速やかな緊急措置を取ることが、そのような状況において、とり
わけ重要である。

別の例では、手の検出の情報が、例えば、運転動作がどれほど強引であるかを判定する
ために、ステアリングホイール角度センサ、ヨーレートセンサおよび車両速度センサから
の出力など、他の車両情報と組み合わされてよい。過度に強引なまたは異常な運転動作は
、運転者が、もはや車両を制御していないことを示している可能性がある。そのような状
況では、より立ち入ったステップが取られてよい。

別の例では、ステアリングホイール上の手の存在および位置を特定するシステムが、加
熱されたステアリングホイールシステムと共に使用されてよい。手の接触点が、手が存在
する場所だけステアリングホイールを局部的に加熱するために使用されてよく、ステアリ
ングホイールのリム全体を加熱する場合より速く加熱することが可能になる。そのような
システムはまた、運転者の手で握られているステアリングホイールの部分だけを加熱する
ことによって、より効率的な加熱システムを提供する。

加熱要素設計内の別個の加熱ループが、上で説明したような、ステアリングホイールの
４つのゾーンなど、ステアリングホイールのそれぞれの感知ゾーンのために提供されてよ
い。別個のループのすべてが加熱サーモスタットの温度読み取りゾーン内を通ることがで
き、それにより、温度は、電子またはバイメタルの加熱制御器によって制御されうる。電
子制御ユニットまたは回路は、加熱されるホイールがスイッチオンされたかどうかの入力
に基づいて、および運転者の手がどこに置かれているかに基づいて、運転者の手で触れら
れているゾーンにより高い優先度を与えることなどによって、種々のゾーンまたは加熱ル
ープへの電流にいかに優先順位をつけるかを判断することができる。加熱される部分に優
先順位をつけること、または接触されている部分もしくはゾーンだけを加熱することによ
って、加熱可能面積の量を縮小することができ、同じ合計電流をより小さいヒータ回路に
導くことによってより速い加熱曲線または加熱応答を達成することができ、それにより、
運転者の手が置かれているゾーンにおけるステアリングホイールの加熱速度が改良される
。

図１は、ステアリングホイール２０を含む車両のコックピットのインテリア１０の一例
を示す。運転者は、車両を運転するときに普通になされるように、ステアリングホイール
２０を回転させて車輪を旋回させ、所望の方向に車両を操舵することができる。また、ス
テアリングホイール２０は、容易に運転者の手が届く範囲に設けられたスイッチまたはボ
タンなど、種々の制御装置を含むことができる。そのような制御装置は、車両オーディオ
システムのため（音量、チューニング、モードなどを制御するためなど）、車両の照明（
オーバヘッド照明、ヘッドライトなど）のため、電話のため、またはクルーズコントロー
ルなど、他の制御装置のためのものであってよい。また、オーディオシステム、気候シス
テム、照明システムまたは他のシステムなどのシステムのための制御装置が、車両のダッ
シュボードまたは中央コンソールの上など、車両内のどこかに設けられてよい。

図２Ａおよび図２Ｂは、ステアリングホイール２０の例を示す。そのようなステアリン
グホイール２０は、１つまたは複数のスポーク２４を備える外部リングまたはリム２６に
接続された中央ハブ２２を含むことができる。ハブ２２は、車両のステアリングコラムと
結合されてよい。運転者は、外側のリム２６を握ることによって、ステアリングホイール
２０を旋回させることができる。ステアリングホイール２０は、図２Ａの例に示すように
、４スポークのステアリングホイールであってよい。別の例では、ステアリングホイール
２０は、図２Ｂの例に示すように、３スポークのステアリングホイールであってよい。他
の例では、ステアリングホイール２０は、異なる数または配置のスポークを有することが
できる。

ステアリングホイール２０の外側のリム２６は、外側のリム２６上の手の位置または存
在を感知するためのセンサを備える複数のサブゾーンまたは領域に分割されてよい。図２
Ａの例に示すように、ステアリングホイール２０は、上リム部３０、下リム部３２、左手
部３４、右手部３６に分割されてよい。そのような３０、３２、３４、３６の部分はまた
、ゾーンと呼ばれてよい。感知システムが、一般に、図２Ａに示す４スポークのステアリ
ングホイール２０の実施形態を参照して説明されるが、ステアリングホイール２０および
感知ゾーンの他の構成が可能である。例えば、ステアリングホイール２０は、図２Ｂの例
に示すように、上左部３１、上右部３３、下左部３５、および下右部３７に分割されてよ
い。４ゾーンが、ステアリングホイールの外側のリム２６など、ステアリングホイール上
の手の位置を適切に特定するために十分な分解能をもたらすために好ましい。しかし、他
の実施形態では、ステアリングホイール２０は、手の位置をより正確に特定するためによ
り多くのゾーンに分割されてよく、そのような部分またはゾーンは、ステアリングホイー
ルのリム２６以外の部分に設置されてよい。例えば、ステアリングホイール２０は、スポ
ーク２４またはハブ２２の上など、他の部分にセンサを含むことができる。さらに他の例
では、ステアリングホイール２０は、ステアリングホイールにおいてより少ない構成部品
を使用するために、３以下のゾーンに分割されてよい。

ステアリングホイール２０は、金属（例えば、鋼、マグネシウム、もしくはアルミニウ
ムなど）、ポリマー、木、または強化ポリマー（例えば、繊維強化ポリマー、粒子強化ポ
リマーなど）などの複合材料など、比較的剛性の材料から形成された電機子４０を含むこ
とができる。そのような電機子４０は、フレーム、シェル、ベース、または当業界で使用
される他の電機子形状の形で提供されうる。電機子４０は、ステアリングホイール２０に
対する強度および形状を提供することができる。

電機子４０が中空体であるならば、電機子４０は、ポリウレタン発泡体または他の適切
な材料など、音響ダンピング材料４１で埋められてよい。加えて、電機子４０は、ポリマ
ー、発泡体、木など、外側のリム２６のメインボディ４３をもたらす別の材料で取り囲ま
れてよい。

電機子４０は、少なくとも部分的には電機子４０を覆う被覆（covering）または外皮（
skin）４２で覆われてよい。外皮４２は、ステアリングホイール２０に対して美的に心地
よい外装を提供するように構成されてよい。また、外皮４２は、運転者の快適さを改善す
るために、ステアリングホイール２０の外側に、人間工学的に心地よい層を付加するよう
に構成されてよい。一例によれば、外皮４２は、射出成形のポリウレタン材料から形成さ
れてよい。他の実施形態によれば、外皮４２は、オレフィン系熱可塑性エラストマー（Ｔ
ＥＯ）、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）、ゴム、または任意の他の適切な材料など、多種
多様な他の成型材料から形成されてよい。他の例によれば、外皮４２は、革、織物、ポリ
マー材料など、電機子の周囲に包まれる膜またはシートであってよい。他の例によれば、
外皮４２は、木、炭素繊維複合材料など、全体的に剛性の材料から形成された積層体（la
minate）のシェルであってよい。発泡体などの下張り材料が、運転者の人間工学的快適さ
をさらに増すために、外皮４２の下に設けられてよい。ステアリングホイール２０は、（
革または木などの）材料から形成されたアップリケ、別個の裏カバー、スイッチ、ベゼル
など、ステアリングホイール２０と結合された、さらなる構成部品を有してよい。

ステアリングホイールのゾーン３０、３２、３４および３６のそれぞれが、センサ５０
を含むことができる。そのようなセンサ５０は、例えば、電機子４０（またはメインボデ
ィ４３）と外皮４２との間に設けられた圧力感知材料であってよい。そのような圧力セン
サ５０は、圧力センサ５０に隣接した、ステアリングホイール２０の領域を握っている手
で生じた圧力を感知するように構成されてよい。例えば、ステアリングホイール２０は、
ステアリングホイール２０の外周周りの外側のリム２６上に配列され、４つのゾーン、３
０、３２、３４および３６に対応して設置された４つのセンサ５０を含むことができる。
他の実施形態では、ステアリングホイール２０は、より多いかもしくはより少ない数のゾ
ーン、およびより多いかもしくはより少ない数のセンサ５０を含んでよい。センサ５０の
数を増すことで、ステアリングホイール２０上の運転者の手の位置が感知されうる精度を
高めることができる。センサ５０は、図では、ステアリングホイール２０の外側のリム２
６上に設置されているように示されるが、他の実施形態では、運転者の手の位置をより一
層正確に感知するために、そのようなセンサが、スポーク２４上またはハブ２２上など、
他の位置において外皮４２の下に設けられてよい。

そのような圧力センサが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１
１年３月３０日に出願した米国出願第１３／０７６，２２６号に記載されている。米国出
願第１３／０７６，２２６号に記載されるように、そのような圧力センサは、全体的に対
称的な層状の関係（例えば、圧力感知材料の各側部に配置されたキャリアシート、導体、
および電極）に構成された、キャリア材料、導体、電極、および圧力感知材料のシートを
含んでよい。キャリアシート、導体、電極、および圧力感知材料は、動的な衝突事象の間
に予期される力にしたがって、センサの導電特性または電気的特性を変えるように、選択
的に構成されてよい。

米国出願第１３／０７６，２２６号に記載されるように、そのような圧力感知材料は、
その上に作用する力または圧力に応答して抵抗または導電特性／電気的特性を変えるよう
に構成されてよい。より詳細には、圧力感知材料は、力または圧力が存在しないときに実
質的に断路器（isolator）として振る舞うことができ、存在する力または圧力が大きくな
るにつれて抵抗が減少する。小さい力と大きい力との間で、圧力感知材料は、力または圧
力に対して予測可能な挙動で応答し、力が大きくなるにつれて抵抗が減少する。圧力感知
材料は、例えば、カーボンナノチューブの導電性ポリマーであってよい。圧力感知材料は
、２次元もしくは３次元のインクジェット印刷もしくはスクリーン印刷などの印刷プロセ
ス、蒸着、またはエッチング、写真蝕刻、もしくはフライス加工などの従来のプリント回
路技術によって、電極のうちの１つに張り付けられてよい。グラフェンまたはグラフェン
導電性ポリマーの圧力感知材料など、より小さい粒子サイズの圧力感知材料が使用される
ので、圧力感知材料はまた、蒸着など、従来のプリント回路技術を介して張り付けられて
よい。他の例示的実施形態によれば、圧力感知材料は、銀または銅などの導体でドープさ
れたシリセンポリマー材料であってよい。他の例によれば、圧力感知材料は、ファウラー
−ノルトハイム・トンネル（Fowler-Nordheim tunneling）を使用する可変抵抗の圧力感
知材料である量子トンネル複合材料（ＱＴＣ）であってよい。ＱＴＣは、英国Ｂｒｏｍｐ
ｔｏｎ−ｏｎ−ＳｗａｌｅのＰｅｒａｔｅｃｈ（ｗｗｗ．ｐｅｒａｔｅｃｈ．ｃｏｍ）に
よって商品として製造される材料である。センサ内のＱＴＣ材料は、圧力または力が加え
られていないときには、導電性粒子が導通するにはあまりに離れているので絶縁体として
作用することができるが、圧力（または力）が加えられると、導電性粒子が他の導電性粒
子の近くに移動し、それにより、電子が絶縁層を通過することができ、絶縁層を変化させ
てセンサの抵抗を変化させる。したがって、センサ内のＱＴＣの抵抗は、センサに作用す
る力または圧力の関数である。

圧力感知材料は、外皮４２の下に隠すことができ、それゆえ、外皮４２の美的または人
間工学的機能を妨げないので、圧力感知材料は、ステアリングホイール２０上の手の位置
を特定するためのセンサ５０として望ましい。さらに、圧力センサ５０は、運転者の手が
たとえ、容量センサなどの別の種類のセンサを妨げる可能性のある手袋など、衣類で覆わ
れているとしても、ステアリングホイール２０上の手の存在を感知することができる。

外皮４２は、外側のリム２６上で内側に向く力を与える、比較的堅い膜または材料であ
ってよい。外皮４２の張力によって生じるこの初期の力は補償可能であり、システムは、
この力を無視して運転者の手によって生じた圧力だけを感知するように、較正または零点
調整されうる。

ステアリングホイール上の運転者の手の存在および位置を特定することで、運転の癖を
モニタし、運転者にフィードバックまたは警告を供給するために使用されうる。センサ５
０は、図１の例に示すように、センサ５０からデータを受けて他の視覚、オーディオもし
くは他の機能の信号、またはフィードバック機構を作動させることができる制御ユニット
または処理システム５２と結合されてよい。

図４および図５は、ステアリングホイール上の手の存在および位置をモニタする方法の
流れ図の例を示す。図４および図５の例において実施されるステップは、本明細書で説明
されるステップを含むプログラミングを有する不揮発性メモリを備えるＣＰＵなど、車両
内の制御ユニットによって実行されてよい。そのような制御ユニットは、車両安全システ
ムの中に含まれてよい。これらの例示的方法を使用するシステムは、ステアリングホイー
ル２０上に片手または両手のいずれかを必要とするようにプリセットされてよい。例えば
、システムは、経験の深い運転者に対して（やはり２点が好ましいとしても）１つの接触
点を必要とするように設定されてよいが、システムは、若いかまたは未熟な運転者に対し
て２つの接触点を必要とするように設定されてよい。

図４は、システムがステアリングホイール上に片方の手を必要とするように設定されて
いる、ステアリングホイール上の手の存在および位置をモニタする方法の流れ図の例を示
す。ステップ６０で、センサは、少なくとも１つのゾーンが活性化されているかどうかを
判定するためにチェックされる。ゾーンが活性化されていないならば、ステップ６２で時
間遅延が始まる。ステアリングホイール上に手が存在しないときは、運転者は、最小限の
車両の制御をしているので、そのような時間遅延は、比較的短くなりうる（例えば、１〜
５秒、１〜２秒、２秒、または１秒など）。ステップ６２で時間遅延の終わりに、ステッ
プ８４でゾーンのうちの１つが活性化されるかどうかを判定するために、センサの出力が
再びチェックされる。運転者が、最初の時間遅延が切れるときにステアリングホイール上
に手を置いていないならば、ステップ６６で第１の警報システムが開始される。

警報システムは、例えば、音で警報するステップ、音声で警報するステップ、物理的な
ホイールに基づく振動装置を使用してホイールを振動させるステップなど、ステアリング
ホイール上に両手を置くように運転者を促すための種々の方法を使用することができる。
ステップ６８で、第２の時間遅延が、第１の警報システムが活性化されている間に始まる
ことができる。第２の時間遅延もまた、例えば、１〜５秒、１〜２秒、２秒、または１秒
など、比較的短くなりうる。ステップ７０で第２の時間遅延の終わりに、少なくとも１つ
のゾーンが活性化されたかどうかを判定するために、センサの出力が再びチェックされる
。ステップ７０でこのチェックが失敗したならば、長い期間、運転者がステアリングホイ
ール上に手を置かなかったことを表し、車両の運転操作に介入するステップを含むことが
できる第２の警報システムが、ステップ７２で開始されてよい。

第２の警報システムは、長期間の間車両を減速させるステップ、車両のホーンを鳴らす
ステップ、または緊急サービスもしくは携帯電話ベースのサービスオペレータにダイヤル
するステップを含むことができる、車両の運転操作に介入するステップなど、第１の警報
システムより徹底したステップを取ることができる。そのような状況においては、運転者
が医学的または他の緊急事態におちいっているかどうかを判定するために、オペレータま
たは救急隊員が、そのような状況における運転者と交信することができる。ステップ７４
で、ステアリングホイールの角度センサ、ヨーレートセンサおよび車両速度センサからの
出力など、他の車両センサからのデータが収集されてよい。そのような付加的なデータは
、運転動作がどれほど強引であるかを判定するために使用されてよい。過度に強引なまた
は異常な運転動作は、運転者が、もはや車両を制御していないことを示している可能性が
ある。そのような状況では、車両のエンジンを切るステップなど、より立ち入ったステッ
プが取られてよい。ステップ７６で、システムからのデータが、拘束制御モジュール（Ｒ
ＣＭ）／または「ブラックボックス」などの記憶装置の中に記録されうる。チェックが完
了した後で、プロセスは、ステップ６０に戻ることなどによって、運転者を継続的にモニ
タすることを繰り返すことができる。

図５は、システムがステアリングホイール上に両手を必要とするように設定されている
、ステアリングホイール上の手の存在および位置をモニタする方法の流れ図の例を示す。
ステップ８０で、システムは、図４を参照して説明されたように、少なくとも片方の手が
ステアリングホイール上に存在するかどうかを最初にチェックするように構成されうる。
少なくとも片方の手がステアリングホイール上に存在するならば、センサが、２つのゾー
ンが活性化されているかどうかを判定するためにチェックされる。２つのゾーンが活性化
されていないならば、ステップ８２で最初の時間遅延が開始する。時間遅延は、ユーザも
しくは車両の所有者（親など）によって設定されてよく、または車両の速度、変速機の種
類、地形、道路の種類など、異なる基準を使用して自動的に決定されてよい。

ステップ８４で最初の時間遅延の終わりに、２つのゾーンが活性化されているかどうか
を判定するために、再び、センサの出力がチェックされうる。運転者が、最初の時間遅延
が切れるときにステアリングホイール上に両手を置いていないならば、ステップ８６で第
１の警報システムが開始されうる。警報システムは、例えば、音で警報するステップ、音
声で警報するステップ、物理的なホイールに基づく振動装置を使用してホイールを振動さ
せるステップなど、ステアリングホイール上に両手を置くように運転者を促すための種々
の方法を使用することができる。ステップ８８で、第２の時間遅延が、第１の警報システ
ムが活性化されている間に始まることができる。ステップ９０で第２の時間遅延の終わり
に、２つのゾーンが活性化されているどうかを判定するために、再び、センサの出力がチ
ェックされる。このチェックが失敗したならば、長い期間両方の手がステアリングホイー
ル上に置かれていなかったことを表し、ステップ９２で第２の警報システムが開始されて
よい。第２の警報システムは、長期間の間車両を減速させるステップ、ラジオを自動的に
切るステップ、または車両のデータを記録して電子メールで親に事実を報告するステップ
など、第１の警報システムより徹底したステップを取ることができる。ステップ９４で、
システムからのデータが、拘束制御モジュール（ＲＣＭ）／または「ブラックボックス」
などの記憶装置の中に記録されうる。チェックが完了した後で、プロセスは、運転者を継
続的にモニタすることを繰り返すことができる。

また、本明細書で説明されたセンサ５０および制御システムは、ステアリングホイール
加熱システム１００と組み合わせて使用されてよい。例えば、センサ５０は、加熱システ
ム１００が、運転者の手の位置を特定し、運転者の手がステアリングホイールと接触して
いる領域またはゾーンだけを加熱すること、または電気を運転者の手で接触されているゾ
ーンに優先させることなどによって、運転者の手に隣接するステアリングホイールのリム
２６の部分だけを局部的に加熱することを可能にする。

図６の例に示すように、加熱システム１００は、リム２６上に複数の加熱ループまたは
加熱ゾーン１０２を含むことができる。各ループ１０２は、ステアリングホイール２０の
センサゾーンのうちの１つ（図２Ａの例に示されるゾーン３０、３２、３４、３６など）
に対応する。加熱ループ１０２の数および配置は、センサゾーンの数および配置に応じて
変わってよい。別個のループ１０２のそれぞれが、サーモスタット１０４と結合されてよ
い。個々のループ１０２の温度は、車両の電気システムなど、電源１０８から電力を取る
加熱制御器１０６（電子またはバイメタル制御器）で制御されうる。制御器１０６は、電
子回路または制御ユニットを使用して、加熱システム１００の状態（例えば、加熱システ
ムがスイッチを入れられているかまたは切られているか）、およびセンサ５０によって特
定される、外側のリム２６上の運転者の手の位置に基づいて、ループ１０２に加える熱を
決定することができる。

運転者の手の位置を特定することによって、加熱システム１００は、リム２６の、運転
者の手が置かれている部分だけを加熱するか、またはそれらの部分の近くを加熱すること
ができる。加熱可能面積の量を縮小することによって、同じ合計電流をより小さいヒータ
回路に導くことで、より速い加熱曲線または加熱応答が達成可能であり、その結果、手が
置かれているゾーンにおけるステアリングホイールの加熱速度が改良される。

システムは、ステアリングホイール上への片手または両手の接触を測定するために、圧
力感知材料を使用するように、上で説明されているが、他の実施形態では、異なる感知手
段が使用されてよい。例えば、ステアリングホイール上の手の存在および位置が、上で論
じたように、容量または抵抗ベースのセンサを用いて検出されうる。

システムは、ステアリングホイールの周りの複数のゾーンを画定する複数の別々のセン
サを有するように、上で説明されているが、別の例示的実施形態によれば、ステアリング
ホイール２０は、外側のリム２６全体に沿って延びる単一のセンサ５０（例えば、外皮４
２の下に配置される）を含んでよい。センサ５０は、複数の接触点の位置を感知すること
ができるように構成されてよい。処理システム５２は、今度は、ステアリングホイール２
０上の片手または両手の存在および位置を特定するために、センサ５０からの信号を解釈
するように構成されてよい。

センサ５０は、処理システム５２への２値信号（例えばハンズオンまたはハンズオフ）
を供給するように構成されてよいか、またはステアリングホイール２０に加えられた圧力
の大きさ、ステアリングホイール上の圧力の変化の速さなどを表す、処理システム５２へ
のアナログ信号を供給することができる。センサ５０がアナログ信号を供給するならば、
処理システム５２は、例えば、ステアリングホイール上の圧力がゆっくりと降下したこと
を示す信号に比べて、ステアリングホイール上の圧力が急速に降下したことを示す信号に
対して異なって反応するように構成されてよい。接触点のうちの１点において急速に降下
した圧力は、意図的な動作（例えば、携帯電話に出るため、ラジオ局を変えるため、ギヤ
をシフトするためなど）で、手が、比較的速やかにステアリングホイール２０から離れた
ことを示すものと解釈されてよい。対照的に、１点または２点の接触点においてゆっくり
と降下する圧力は、手が、ステアリングホイールからゆっくりと離れたことを示すものと
解釈されてよく、そのことは、居眠り運転者、酒酔い運転者、医学的症状にさいなまれて
いる運転者などによるものである可能性がある。処理システム５２は、持続期間が所定の
限度を超えたならば、手がステアリングホイールから離れた速さに基づいて、異なる警報
応答を次に開始するように構成されてよい。

本明細書で使用される際、用語「およそ（approximately）」、「約（about）」、「実
質的に（substantially）」、および同様の用語は、本開示の主題が関連する技術分野の
標準的な技術者によって認知されている一般的な使用法と一致する広い意味を有すること
が意図されている。これらの用語が、これらの特徴の範囲を、提供された詳細な数値の範
囲に限定することなく、説明され特許請求されたある特徴の記述を可能にすることが意図
されていることを、この開示を精査する当業者には理解されたい。したがって、これらの
用語は、説明され特許請求された主題の、ごくわずかのまたは重要度の低い変更または改
変が、添付の特許請求の範囲の中で記載された本発明の範囲内にあるとみなされることを
示すものと解釈されるべきである。

種々の実施形態を説明するために本明細書で使用された用語「例示的（exemplary）」
は、そのような実施形態が、可能な実施形態の可能な例、表現、および／または図解であ
る（および、そのような用語は、そのような実施形態が、必然的に特別なまたは最高の例
であることを暗示することを意図していない）ことを示すことが意図されていることに留
意されたい。

本明細書で使用される用語「結合された（coupled）」、「接続された（connected）」
などは、２つの要素（member）を互いに直接にまたは間接につなぎ合わせることを意味す
る。そのようなつなぎ合わせは、安定的（例えば、永久的）であってよく、または可動（
例えば、可撤去または可解除）であってよい。そのようなつなぎ合わせは、２つの要素、
または２つの要素および任意の付加的な中間要素が、互いに１つの単体として一体的に形
成されて、または２つの要素、または２つの要素および任意の付加的な中間要素が、互い
に取り付けられて達成されてよい。

要素の位置に対する本明細書での言及（例えば、「頂部の（top）」、「底部の（botto
m）」、「上の（above）」、「下の（below）」など）は、単に、図における種々の要素
の位置付け（orientation）を説明するために使用される。種々の要素の位置付けが、他
の例示的実施形態によって変わる可能性があること、およびそのような変化が、本開示に
よって包含されることが意図されていることに留意されたい。

種々の例示的実施形態に示されるステアリングホイールに対する圧力感知システムの構
造および配置は、単なる例であることに留意することが重要である。本開示においてごく
わずかの実施形態が詳細に説明されたが、本明細書で説明された主題の新規な教示および
利点を著しく逸脱することなく、多くの変更（例えば、サイズ、寸法、構造、形状および
種々の要素の比率、パラメータの値、装着の配置、材料の使用、色、向きなどにおける変
更）が可能であることを、本開示を精査する当業者は、容易に理解するであろう。例えば
、一体的に形成されるように示された要素が、複数の部品または要素で構築されてよく、
要素の位置が、反転されるかまたはその他の形で変更されてよく、個々の要素または位置
の性質または数が改変または変更されてよい。任意のプロセスまたは方法のステップの順
番または順序が、代替の実施形態によって、変更されるかまたは順序を変えられてよい。
また、本実施形態の範囲を逸脱することなく、他の置き換え、修正、変更および省略が、
種々の例示的実施形態の設計、操作条件および配置においてなされてよい。

１０ インテリア
２０ ステアリングホイール
２２ 中央ハブ
２４ スポーク
２６ 外側のリム
３０ 上リム部
３１ 上左部
３２ 下リム部
３３ 上右部
３４ 左手部
３５ 下左部
３６ 右手部
３７ 下右部
４０ 電機子
４１ 音響ダンピング材料
４２ 外皮
４３ メインボディ
５０ センサ
５２ 制御ユニットまたは処理システム
１００ ステアリングホイール加熱システム
１０２ 加熱ループまたは加熱ゾーン
１０４ サーモスタット
１０６ 加熱制御器
１０８ 電源

Claims (9)

1. ステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールのリムの外周内に設置された複数の圧力感知センサであって、前記ステアリングホイールの別々の領域に設置され、運転者の手が前記ステアリングホイールのそれぞれの領域の上にあることを示す複数の圧力感知センサのうちの１つまたは複数に加えられた圧力を感知するように構成される圧力感知センサと、
   前記運転者の両手のうちの少なくとも一方が、第１の所定の時間の間、前記ステアリングホイールの領域上を押していないと判定することに応じて、第１の警告システムを開始するように構成され、かつ前記複数の圧力感知センサのうちの１つまたは複数に加えられた圧力の変化の速さを判定するように構成され、前記第１の警告システムの開始は、前記複数の圧力感知センサのうちの１つまたは複数に加えられた圧力の変化の速さに基づく制御ユニットとを備え、
   前記制御ユニットは、前記圧力がゆっくりと降下したときに前記第１の警告システムを開始し、前記圧力がゆっくりと降下したときよりも前記圧力が急速に降下したときに前記第１の警告システムを開始しない車両安全システム。
2. 前記制御ユニットが、前記運転者の両方の手が前記ステアリングホイールの領域の上を押しているかどうかを判定するように構成された、請求項１に記載の車両安全システム。
3. 前記制御ユニットが、別々の圧力感知センサと関連する前記ステアリングホイールの別々の領域の上を前記運転者の手が押しているかどうかを判定するように構成された、請求項２に記載の車両安全システム。
4. 前記運転者の両手のうちの前記少なくとも一方が、前記第１の所定の時間の間、前記ステアリングホイールの領域上を押していないと前記制御ユニットが判定した場合に、前記制御ユニットが、前記運転者の両手のうちの少なくとも一方が、第２の所定の時間の間、前記ステアリングホイールの領域上を押していないと判定することに応じて、第２の警告システムを開始するように構成された、請求項１に記載の車両安全システム。
5. 前記運転者の両手のうちの前記少なくとも一方が、前記第２の所定の時間の間、前記ステアリングホイールの領域上を押していないと前記制御ユニットが判定した場合に、車両の運転操作に介入する前記制御ユニットを前記第２の警告システムが含む、請求項４に記載の車両安全システム。
6. 前記ステアリングホイールの別々の領域を加熱するように構成された加熱装置をさらに備える、請求項１に記載の車両安全システム。
7. 前記制御ユニットが、運転者の手がそれぞれの領域上を押していることを検出する圧力感知センサに対応する前記同じそれぞれの領域のみを加熱するように、前記加熱装置を活性化させるように構成された、請求項６に記載の車両安全システム。
8. 前記ステアリングホイールのリムが、剛性の材料から形成された電機子と前記電機子の少なくとも一部を覆う外皮とを含み、前記圧力感知センサが前記電機子と前記外皮との間に設けられる、請求項１に記載の車両安全システム。
9. 前記第１の警告システムが音響式警報器を含む、請求項１に記載の車両安全システム。

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