JP7344810B2 - ステアリングホイールユニット - Google Patents

Description

この発明は、車両のステアリングホイールの把持を静電容量センサにより検出するステアリングホイールユニットに関し、特に、前記静電容量センサの故障診断を行うステアリングホイールユニットに関する。

ドライバが主体となって行う手動操舵とシステムが主体となって行う自動操舵とを切り替え可能な車両がある。このような車両は、所定のタイミング、例えば自動操舵から手動操舵への復帰時に、ドライバがステアリングホイールを把持しているか否かの検出を行う。このステアリングホイールの把持の検出には静電容量センサ等が用いられる。

特許文献１には、ステアリングホイールのリムに設けられた静電容量センサの故障判定技術が開示されている。

特開２０１９－２３０１１号公報

ところで、ステアリングホイールのリムは皮革等により覆われ、その内部に金属電極間に誘電体（スペーサ）が挟まれたシート状の静電容量センサが設けられている。この静電容量センサの内部に硬質樹脂製の円環状のリム本体が設けられた層構造とされている。

この場合、皮革と接触する金属電極として金属布等が用いられることを原因として、単純にオープン故障、ショート故障とはならずに、徐々にオープン故障又はショート故障になる場合があるということが分かった。

また、ステアリングホイールの把持状態から非把持状態への遷移時、あるいはその逆の遷移時に静電容量が急激に変化する場合が多いということが分かった。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであって、ステアリングホイールのオープン故障及びショート故障の検知精度を向上させることが可能なステアリングホイールユニットを提供することを目的とする。

この発明の一態様に係るステアリングホイールユニットは、車両のステアリングホイールに設けられた静電容量センサにより前記ステアリングホイールへの把持の有無を検出するステアリングホイールユニットであって、前記ステアリングホイールの舵角変化量を検出する舵角変化量検出部と、前記ステアリングホイールが把持されているときの前記静電容量センサのインピーダンスの周波数特性を計測する周波数特性計測部と、前記舵角変化量と前記周波数特性に基づき、前記静電容量センサの故障の有無を判定する故障診断部と、を備え、該故障診断部は、前記舵角変化量検出部により検出されている前記舵角変化量に応じて前記周波数特性を計測する際の掃引周波数範囲の掃引時間を変更して前記故障の有無を判定する。

この発明によれば、ドライバによるステアリングホイールの操作による回転速度に対応する舵角変化量に応じて、掃引周波数範囲の掃引時間を変更して静電容量センサのインピーダンスの周波数特性を計測し故障診断を行うようにしたので、ステアリングホイールのオープン故障及びショート故障の検知精度を向上させることができる。

図１は、実施形態に係るステアリングホイールユニットの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、図１に示すステアリングホイールユニット中、ステアリングホイールのＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図３Ａは、ステアリングホイールを把持している状態での周波数特性計測部の模式的回路説明図である。図３Ｂは、図３Ａの等価回路図である。 図４は、静電容量センサのインピーダンスの周波数特性図である。 図５は、診断マップである。 図６は、ステアリングホイールユニットの動作説明に供されるフローチャートである。

以下、この発明に係るステアリングホイールユニットについて、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

［構成］
図１に示すように、この実施形態に係るステアリングホイールユニット１２は、車両１０に設けられる。車両１０は、ドライバが主体となって操舵を行う手動操舵と、システム（自動運転装置１４）が主体となって操舵を行う自動操舵と、を適宜切り替え可能である。この実施形態での車両１０は、操舵の他に駆動、制動の操作をシステムが主体となって行うことが可能な自動運転車両である。

車両１０は、ステアリングホイールユニット１２の他に自動運転装置１４と走行装置１６と報知装置１８とを備える。

自動運転装置１４はＥＣＵにより構成され、プロセッサ等の演算装置とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを備える。自動運転装置１４は、演算装置が記憶装置に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。自動運転装置１４は、自動運転に必要な情報、例えば外界情報（カメラやレーダ等の検出結果）や車両１０の走行状態情報（走行速度、加減速度）やナビ情報等を各種センサや装置から取得し、駆動、操舵、制動の操作を自動で行うための制御指示を走行装置１６に対して出力する。

走行装置１６には、駆動力装置２０と操舵装置２２と制動装置２４とが含まれる。駆動力装置２０は、駆動力ＥＣＵとエンジン・駆動モータを含む駆動源とを有する。駆動力装置２０は、ドライバが行うアクセルペダルの操作又は自動運転装置１４から出力される駆動の制御指示に応じて駆動力を発生させる。操舵装置２２は、電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）ＥＣＵとＥＰＳアクチュエータとを有する。操舵装置２２は、ドライバが行うステアリングホイール２６の操作又は自動運転装置１４から出力される操舵の制御指示に応じて操舵力を発生させる。制動装置２４は、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとを有する。制動装置２４は、ドライバが行うブレーキペダルの操作又は自動運転装置１４から出力される制動の制御指示に応じて制動力を発生させる。

報知装置１８は、報知ＥＣＵと表示装置と音響装置とを有する。報知装置１８は、自動運転装置１４又は後述する把持判定装置５０から出力される報知指示に従ってドライバに対する報知を行う。

ステアリングホイールユニット１２には、ステアリングホイール２６と把持判定装置５０と舵角センサ３０と電源スイッチ３４とが含まれる。ステアリングホイールユニット１２には、さらに、静電容量センサ２８が含まれる。

把持判定装置５０は、周波数特性計測部５２と、演算装置５４と、記憶装置５６と、タイマ（計時部）５８と、を備える。

演算装置５４は、把持検出部６０と、舵角変化量検出部６２と、故障診断部６４と、報知指示部６６と、を備える。

図２に示すように、ステアリングホイール２６のリム４０は、断面（ステアリングホイール２６の中心軸と平行する断面）が複数層からなる積層構造である。リム４０においては、骨格に相当する芯金４１の全体を硬質の樹脂４２が覆い、樹脂４２の一部又は全体を静電容量センサ２８が覆い、樹脂４２の残部を弾性部材４３が覆い、静電容量センサ２８及び弾性部材４３を皮革４４が覆う。

図１に示すように、静電容量センサ２８は、リム４０の周方向に沿って設けられる。本実施形態では１つの静電容量センサ２８がリム４０の下部を境にリム４０を周回するように設けられる。リム４０の下部で静電容量センサ２８の両端は絶縁される。

把持検出部６０は、ステアリングホイール２６に対する人体の接触及び非接触｛手４９（図３Ａ）の把持及び非把持｝に応じて変化する合成静電容量Ｃの大きさを、合成静電容量Ｃの大きさに応じて変化する共振周波数ｆｒを検出することで検出する。

図３Ａは、人体の手４９が、一部詳細な断面形状を示すステアリングホイール２６の皮革４４を把持している状態を模式的に示すと共に、周波数特性計測部５２が、静電容量センサ２８の端子２８ｄ、２８ｅに電気的に接続されている状態を模式的に示す回路説明図である。端子２８ｄは、ショート検出端子としても利用できる。

この場合、ステアリングホイール２６は、内部の樹脂４２上に誘電体２８ｂを電極２８ａ、２８ｃで挟んだ構成の静電容量センサ２８が積層され、該静電容量センサ２８上に皮革４４が積層された構成とされている。

静電容量センサ２８の電極２８ａ、２８ｃと端子２８ｄ、２８ｅとの間は、絶縁被覆電線で接続されている。

図３Ｂは、図３Ａの等価回路図である。図３Ａ、図３Ｂにおいて、接地（グラウンド）は、シートやフロアを通じたシャーシグラウンドである。

静電容量センサ２８は、コンデンサを形成し、該静電容量センサ２８の静電容量Ｃｓは、Ｃｓ＝１０００［ｐＦ］である。手（人体）４９がステアリングホイール２６の皮革４４を通じて把持している場合に、手（人体）４９は、電極２８ｃと接地との間でコンデンサを形成する。手（人体）４９が形成するコンデンサの静電容量Ｃｍは、最大でＣｍ＝１００［ｐＦ］程度である。手（人体）４９が皮革４４を把持（接触）していないとき、ストレイキャパシタンスとして１０［ｐＦ］程度の非把持時静電容量Ｃｎｇ（Ｃｎｇ＝１０［ｐＦ］）が存在する。

すなわち、ステアリングホイール２６では、Ｃｓ＞＞Ｃｍ＞＞Ｃｎｇ｛静電容量センサ２８の静電容量Ｃｓは、手（人体）４９の静電容量Ｃｍより非常に大きく、手（人体）４９の静電容量Ｃｍは、非把持時静電容量Ｃｎｇより非常に大きい。｝の関係が成り立っている。

ここで、周波数特性計測部５２の端子２８ｅ側から、端子２８ｅと接地との間の静電容量センサ２８の静電容量を含む静電容量が、合成静電容量Ｃになる。

図３Ｂのコンデンサの接続状態において、合成静電容量Ｃは、（１）式に示すように、非把持時静電容量Ｃｎｇと手（人体）４９の静電容量Ｃｍとの並列コンデンサと、静電容量センサ２８の静電容量Ｃｓのコンデンサとの直列静電容量になる。
Ｃ＝｛Ｃｓ（Ｃｎｇ＋Ｃｍ）｝／（Ｃｓ＋Ｃｎｇ＋Ｃｍ） …（１）

静電容量センサ２８がショート故障状態となったとき（図３Ｂに示す静電容量Ｃｓの端子２８ｄの電極２８ｃ端が接地状態となったとき）、周波数特性計測部５２側から見た合成静電容量Ｃ＝Ｃｓｈｏｒｔは、Ｃｓｈｏｒｔ＝Ｃｓになる。

静電容量センサ２８がオープン故障状態となったとき（図３Ｂに示す静電容量Ｃｓのいずれかの電極２８ａ、２８ｃ、又は端子２８ｅがオープンとなったとき）の合成静電容量Ｃ＝Ｃｏｐｅｎは、Ｃｏｐｅｎ＝１［ｐＦ］程度である。

よって、オープン故障状態での静電容量Ｃｏｐｅｎをも考慮すると、Ｃｓ＞＞Ｃｍ＞＞Ｃｎｇ＞＞Ｃｏｐｅｎ（静電容量センサ２８の静電容量Ｃｓは人体の静電容量Ｃｍより非常に大きく、人体の静電容量Ｃｍは非把持時静電容量Ｃｎｇより非常に大きく、非把持時静電容量Ｃｎｇはオープン故障時静電容量Ｃｏｐｅｎよりも非常に大きい。）との関係が成り立つ。

周波数特性計測部５２の端子２８ｅから接地までの経路の配線等を含むストレイインダクタンス（リードインダクタンス）を、Ｌとする。

公知のように、共振周波数ｆｒは、ｆｒ＝１／（２π√ＬＣ）になるので、故障診断部６４により周波数特性計測部５２を駆動して、定電圧Ｖｉｎの交流電圧発生器４８を低周波から高周波まで掃引させたときのセンサ電流Ｉｓｅｎｓｅを電流計４６で計測することにより、各周波数でのインピーダンスＺを、Ｚ［Ω］＝Ｖｉｎ／Ｉｓｅｎｓｅとして計測できる。

この場合、共振周波数ｆｒの低周波側では、インピーダンスＺは容量性（キャパシティブ）であって周波数の増加に対して減少し、共振周波数ｆｒの高周波側では、インピーダンスＺは誘導性（インダクティブ）であって周波数の増加に対して上昇する。なお、共振周波数ｆｒにおいて、インピーダンスＺは、等価直列抵抗値まで低下する。

上記の各状態をまとめて説明すると、上記（１）式を参照して、以下のようになる。
ショート故障時：静電容量センサ２８のショート故障時の静電容量Ｃｓｈｏｒｔ＝Ｃｓ≒１０００［ｐＦ］。
把持時：静電容量センサ２８が正常で、ステアリングホイール２６（静電容量センサ２８）の把持時の静電容量Ｃｍ≒１００［ｐＦ］。
非把持時：静電容量センサ２８が正常で、ステアリングホイール２６（静電容量センサ２８）の非把持時静電容量Ｃｎｇ≒１０［ｐＦ］。
オープン故障時：静電容量センサ２８のオープン故障時静電容量Ｃｏｐｅｎ≒１［ｐＦ］。

図４は、周波数特性計測部５２を利用して予め計測した各状態における静電容量センサ２８のインピーダンスＺの周波数特性１００を示している。

インピーダンスＺの周波数特性１００は、ショート故障時の周波数特性１００ｓｈｏｒｔ、正常状態であって把持時の周波数特性１００ｇ、正常状態であって非把持時の周波数特性１００ｎｇ、及びオープン故障時の周波数特性１００ｏｐｅｎからなる。

各共振周波数ｆｒは、ショート故障時共振周波数ｆｓｈｏｒｔ、把持時共振周波数ｆｇ、非把持時共振周波数ｆｎｇ、及びオープン故障時共振周波数ｆｏｐｅｎになる。

なお、これらの周波数特性１００ｓｈｏｒｔ、１００ｇ、１００ｎｇ、１００ｏｐｅｎは、定電圧の交流電圧発生器４８の周波数を、掃引周波数範囲で約１［ｋＨｚ］～約１０［ＭＨｚ］（１００００［ｋＨｚ］）まで掃引（対数掃引）したときのインピーダンスＺ＝Ｉｓｅｎｓｅ／Ｖｉｎを各周波数で計測し、プロットすることで得られる。

図１において、舵角センサ３０は、図示しないステアリング軸に配設されてステアリングホイール２６の操舵角θを検出し、この操舵角θを示す信号（操舵角θという。）を把持判定装置５０に出力する。

電源スイッチ３４は、ドライバが車両１０の電源（以下、車両電源ともいう。）をオン又はオフする際に手動で操作するスイッチであり、車室に設けられる。電源スイッチ３４は、オン／オフ操作に応じて把持判定装置５０に操作信号を出力する。

把持判定装置５０は、ＥＣＵにより構成され、上記した周波数特性計測部５２とプロセッサ等の演算装置５４とＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置５６とタイマ５８とを備える。

演算装置５４は、記憶装置５６に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。本実施形態において演算装置５４は、把持検出部６０と舵角変化量検出部６２と故障診断部６４と報知指示部６６として機能する。

図５は、記憶装置５６に予め記憶されている故障であるか正常であるかを判定する判定周波数ｆａ、ｆｂと、正常範囲での把持・非把持境界周波数（境界周波数）ｆｃを図４に示したインピーダンスＺの周波数特性１００上に上書きした診断マップ（診断表、判定マップ、判定表）１１０を示す。

故障診断部６４は、この診断マップ１１０を参照して静電容量センサ２８の故障診断を行う。共振周波数ｆｒが低域の判定周波数ｆａより低い場合、ショート故障と判定し、共振周波数ｆｒが高域の判定周波数ｆｂより高い場合、オープン故障と判定する他、演算装置５４が行う処理を統括して制御する。

なお、診断マップ１１０では、初期把持・非把持確認用の周波数範囲（掃引周波数範囲）Ｆｒ１｛周波数（判定周波数）ｆａ～周波数（境界周波数）ｆｃ｝、静電容量センサ２８が正常時の把持・非把持確認用の周波数範囲（掃引周波数範囲）Ｆｒ２｛周波数（判定周波数）ｆａ～周波数（判定周波数）ｆｂ｝、ショート故障及びオープン故障判定用の周波数範囲（掃引周波数範囲）Ｆｒ３（周波数１００［ｋＨｚ］～１０［ＭＨｚ］）が予め設定されている。

また、故障診断部６４は、電源スイッチ３４のオン・オフ操作を検出して、ステアリングホイールユニット１２に対する図示しない直流電源の通電・非通電を切り替える。

把持検出部６０は、静電容量センサ２８の正常時に把持・非把持の検出処理を行う。この場合、把持検出部６０は、共振周波数ｆｒが判定周波数ｆａと境界周波数ｆｃとの間にあれば把持と判定し、共振周波数ｆｒが境界周波数ｆｃと判定周波数ｆｂとの間にあれば非把持と判定する。

報知指示部６６は、ドライバに報知が必要な場合に報知指示を報知装置１８に対して出力する。

記憶装置５６は、図５に示した診断マップ１１０の他、各種プログラムを記憶する。タイマ５８は、掃引周波数範囲の掃引時間Ｔｓ等を計時する。

［ステアリングホイールユニット１２の動作］
次に、図６のフローチャートを参照してステアリングホイールユニット１２の動作について説明する。なお、図６のフローチャートは、例えば、電源スイッチ３４がオン操作されたときや、図示しない自動運転スイッチがオン操作されたときに実行される。その他のときに実行してもよい。

ステップＳ１にて、故障診断部６４は、電源スイッチ３４がオン状態に操作されているときに、ステアリングホイール２６が把持されているか否かを、把持検出部６０を通じて判定する。

この場合、把持検出部６０は、掃引時間Ｔｓを所定掃引時間Ｔｐで、判定周波数ｆａ～境界周波数ｆｃまでの周波数範囲Ｆｒ１を、周波数特性計測部５２で掃引させて把持時共振周波数ｆｇが有るか否かにより把持、非把持を判定する。

把持時共振周波数ｆｇが存在せず、把持していないと判定した（ステップＳ１：ＮＯ）ときには、ゆっくり判定しても故障（ショート故障又はオープン故障）を検出可能であるので、ステップＳ２にて、ショート故障時の共振周波数ｆｓｈｏｒｔからオープン故障時の共振周波数ｆｏｐｅｎをカバーする例えば、１００［Ｈｚ］～１０［ＭＨｚ］の周波数範囲Ｆｒ３の掃引時間Ｔｓを把持判定装置５０の消費電力の低減のために比較的に長い通常掃引時間Ｔｎ（Ｔｓ＝Ｔｎ）で掃引して共振周波数ｆｒを検出する。

その一方、ステップＳ１にて把持時共振周波数ｆｇが存在し、把持していると判定した（ステップＳ１：ＹＥＳ）場合には、ステップＳ３にて、舵角センサ３０を通じ、舵角変化量検出部６２を介して取得している現在のステアリングホイール２６の舵角速度Ｓｓ＝θ［ｄｅｇ］／Δｔ［ｓｅｃ］が、閾値の舵角速度Ｓｓｔｈ、例えば、Ｓｓｔｈ＝４０［ｄｅｇ／ｓ］以上（Ｓｓ≧Ｓｓｔｈ）か否かを判定する。

舵角速度Ｓｓが閾値の舵角速度Ｓｓｔｈ未満である（Ｓｓ＜Ｓｓｔｈ、ステップＳ３：ＮＯ）場合、ステップＳ４にて、掃引時間Ｔｓを把持していないときに適用される通常掃引時間Ｔｎの１／２の短い掃引時間Ｔｘ（Ｔｓ＝Ｔｘ＝Ｔｎ／２）で周波数範囲Ｆｒ３を掃引して共振周波数ｆｒを検出する。

一方、ステップＳ３の判定にて、舵角速度Ｓｓが閾値の舵角速度Ｓｓｔｈ以上である（Ｓｓ≧Ｓｓｔｈ、ステップＳ３：ＹＥＳ）場合には、より短時間で判定する必要があるので、ステップＳ５にて、掃引時間Ｔｓを通常掃引時間Ｔｎの１／４の掃引時間Ｔｙ（Ｔｓ＝Ｔｙ＝Ｔｎ／４）で周波数範囲Ｆｒ３を掃引して共振周波数ｆｒを検出する。

なお、掃引時間Ｔｓを短くするのは、ステアリングホイール２６が操舵されているときには、手４９によるステアリングホイール２６の把持、非把持が繰り返されることから周波数特性が急激に変化するので、確実に周波数範囲Ｆｒ３内の共振周波数ｆｒを検出するためである。ただし、掃引時間Ｔｓを短くするとＣＰＵの負担が大きくなるので、掃引時間Ｔｓを掃引時間Ｔｘ、Ｔｙに短くするのは、故障判定時に限定している。

ステップＳ６にて、共振周波数ｆｒが低域の判定周波数ｆａと高域の判定周波数ｆｂの間にある（ｆａ≦ｆｒ＜ｆｂ）か否かを判定する。

共振周波数ｆｒが低域の判定周波数ｆａと高域の判定周波数ｆｂの間にある（ステップＳ６：ＹＥＳ）場合には、ステップＳ７にて、静電容量センサ２８は正常状態にあると判定し、ステップＳ８にて把持検出部６０による通常の把持検出制御を行う。

把持検出部６０による通常の把持検出制御では、把持検出部６０は、周波数特性計測部５２を低域側の判定周波数ｆａから高域側の判定周波数ｆｂまでの周波数範囲Ｆｒ２で、把持状態を確実に検出するため、最短の掃引時間Ｔｙと同じレートでの掃引時間Ｔａｂで掃引する。

なお、最短の掃引時間Ｔｙと同じレートでの掃引時間Ｔａｂとは、広い周波数範囲Ｆｒ３を掃引する掃引時間Ｔｙを周波数範囲Ｆｒ２に比例配分した（２）式で算出される高速の掃引時間（所定掃引時間）Ｔｐである。
Ｔａｂ＝Ｔｙ×（Ｆｒ２／Ｆｒ３） …（２）

この所定掃引時間Ｔｐにより周波数範囲Ｆｒ２を掃引し、把持時共振周波数ｆｇ又は非把持時共振周波数ｆｎｇを検出する。

その一方、ステップＳ６の判定が非成立である場合、ステップＳ９にて、共振周波数ｆｒが高域の判定周波数ｆｂ以上に高い周波数か否かを判定し、高い周波数であると判定した（ステップＳ９：ＹＥＳ）場合には、ステップＳ１０にて、静電容量センサ２８はオープン故障状態にあると判定する。

また、ステップＳ９にて、共振周波数ｆｒが高域の判定周波数ｆｂ以上ではないと判定した（ステップＳ９：ＮＯ）場合には、さらに、ステップＳ１１にて、共振周波数ｆｒが低域の判定周波数ｆａ未満の低い周波数か否かを判定し、低い周波数であると判定した（ステップＳ１１：ＹＥＳ）場合には、ステップＳ１２にて、静電容量センサ２８はショート故障状態にあると判定する。

オープン故障又はショート故障と判定した場合、ステップＳ１３にて、故障診断部６４は、把持検出制御を停止し、報知指示部６６を通じて報知装置１８上にステアリングホイール２６の把持・非把持を検出する静電容量センサ２８の故障状態をドライバに対して報知する。同時に、図示しないサーバを通じてディーラー等に通知するようにしてもよい。

［実施形態から把握し得る発明］
ここで、上記実施形態から把握し得る発明について、以下に記載する。なお、理解の便宜のために構成要素には上記実施形態で用いた符号を付けているが、該構成要素は、その符号をつけたものに限定されない。

この発明に係るステアリングホイールユニット１２は、車両１０のステアリングホイール２６に設けられた静電容量センサ２８により前記ステアリングホイール２６への把持の有無を検出するステアリングホイールユニット１２であって、前記ステアリングホイール２６の舵角変化量を検出する舵角変化量検出部６２と、前記ステアリングホイール２６が把持されているときの前記静電容量センサ２８のインピーダンスの周波数特性を計測する周波数特性計測部５２と、前記舵角変化量と前記周波数特性に基づき、前記静電容量センサ２８の故障の有無を判定する故障診断部６４と、を備え、該故障診断部６４は、前記舵角変化量検出部６２により検出されている前記舵角変化量に応じて前記周波数特性を計測する際の掃引周波数範囲Ｆｒ３の掃引時間Ｔｓを変更して前記故障診断を行う。

この構成によれば、ドライバによるステアリングホイール２６の操作による回転速度に対応する舵角変化量に応じて、掃引周波数範囲Ｆｒ３の掃引時間Ｔｓを変更して静電容量センサ２８のインピーダンスの周波数特性を計測し故障診断を行うようにしたので、ステアリングホイール２６のオープン故障及びショート故障の検知精度を向上させることができる。

この場合、前記故障診断部６４は、前記舵角変化量を閾値と比較し、前記閾値以上の場合には前記掃引時間Ｔｓを短くするようにすることが好ましい。

これにより、ステアリングホイール２６の操作による舵角変化量が閾値と比較して大きい場合にはインピーダンスの周波数特性を計測する掃引時間を短くするようにしたので、正確に故障を検知することができる。

また、前記故障診断部６４は、計測された前記周波数特性上の共振周波数ｆｒにより、前記静電容量センサ２８がオープン故障状態かショート故障状態か正常状態かを判定するようにすることが好ましい。

これにより、静電容量センサ２８に直列に接続されるコンデンサの静電容量がショート故障時、オープン故障時、及び正常時では異なるので、共振周波数ｆｒにより前記静電容量センサ２８がオープン故障状態かショート故障状態か正常状態かを正確に（高精度に）判定することができる。

さらに、前記ステアリングホイール２６が正常状態である場合、前記周波数特性計測部５２の計測結果の共振周波数ｆｒに基づきステアリングホイール２６への把持の有無を検出してもよい。

これによれば、ドライバの把持状態（把持・非把持）を正確に判定することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、例えば、予め、車両１０毎の共振周波数ｆｒを計測しておき、各共振周波数ｆｓｈｏｒｔ、ｆｇ、ｆｎｇ、ｆｏｐｅｎのインピーダンスを、周波数特性計測部５２により各共振周波数ｆｒをピンポイントに掃引して計測する等、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両 １２…ステアリングホイールユニット
１４…自動運転装置 １６…走行装置
１８…報知装置 ２０…駆動力装置
２２…操舵装置 ２４…制動装置
２６…ステアリングホイール ２８…静電容量センサ
２８ａ、２８ｃ…電極 ２８ｂ…誘電体
２８ｄ、２８ｅ…端子 ３０…舵角センサ
３４…電源スイッチ ４０…リム
４１…芯金 ４２…樹脂
４４…皮革 ４６…電流計
４８…交流電圧発生器 ４９…手（人体）
５０…把持判定装置 ５２…周波数特性計測部
５４…演算装置 ５６…記憶装置
５８…タイマ ６０…把持検出部
６２…舵角変化量検出部 ６４…故障診断部
６６…報知指示部 １１０…診断マップ

Claims (4)

1. 車両のステアリングホイールに設けられた静電容量センサにより前記ステアリングホイールへの把持の有無を検出するステアリングホイールユニットであって、
   前記ステアリングホイールの舵角変化量を検出する舵角変化量検出部と、
   前記ステアリングホイールが把持されているときの前記静電容量センサのインピーダンスの周波数特性を計測する周波数特性計測部と、
   前記舵角変化量と前記周波数特性に基づき、前記静電容量センサの故障の有無を判定する故障診断部と、を備え、
   該故障診断部は、
   前記舵角変化量検出部により検出されている前記舵角変化量に応じて前記周波数特性を計測する際の掃引周波数範囲の掃引時間を変更して前記故障の有無を判定する、
   ステアリングホイールユニット。
2. 請求項１に記載のステアリングホイールユニットであって、
   前記故障診断部は、
   前記舵角変化量を閾値と比較し、前記閾値以上の場合には前記掃引時間を短くする、
   ステアリングホイールユニット。
3. 請求項１又は２に記載のステアリングホイールユニットであって、
   前記故障診断部は、
   計測された前記周波数特性上の共振周波数により、前記静電容量センサがオープン故障状態かショート故障状態か正常状態かを判定する、
   ステアリングホイールユニット。
4. 請求項３に記載のステアリングホイールユニットであって、
   前記静電容量センサが前記正常状態である場合、前記周波数特性計測部の計測結果の前記共振周波数に基づき前記ステアリングホイールへの把持の有無を検出する、
   ステアリングホイールユニット。

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