WO2017033767A1 - 車両用操作装置 - Google Patents

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WO2017033767A1
WO2017033767A1 PCT/JP2016/073724 JP2016073724W WO2017033767A1 WO 2017033767 A1 WO2017033767 A1 WO 2017033767A1 JP 2016073724 W JP2016073724 W JP 2016073724W WO 2017033767 A1 WO2017033767 A1 WO 2017033767A1
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steering
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angular velocity
vehicle
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PCT/JP2016/073724
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Inventor
山口　晶広
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株式会社東海理化電機製作所
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    • B62D1/046—Adaptations on rotatable parts of the steering wheel for accommodation of switches

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle operating device.
  • Patent Document 1 Vehicle operation that is provided with sensors arranged at equal intervals around the entire circumference of the steering wheel of the vehicle, and prevents erroneous operations on in-vehicle devices that are not intended by the driver by detecting the status of steering operation during traveling
  • Patent Document 1 An apparatus has been proposed (for example, Patent Document 1).
  • This vehicle operating device is provided on the surface of a steering wheel of a vehicle, and is provided with an operating portion for operating various devices mounted on the vehicle and a circumferential portion of the steering wheel of the vehicle, which are arranged at equal intervals. And a sensor that detects whether or not the driver is holding the steering wheel with both hands, and a sensor that is operated when the detection unit detects that the driver is holding the steering wheel with both hands.
  • a control unit that validates the input of the part, and the sensor on the outer periphery of the steering wheel is distinguished by two regions on the left and right, and when the control unit inputs one or more signals from the sensors in each region, It is determined that the driver is holding the steering wheel with both hands. According to this vehicle operation device, even if the driver unintentionally touches the operation means by a steering operation during traveling, the erroneous operation can be prevented in advance.
  • An object of the present invention is to provide a vehicular operating device that can grasp the driver's intention to operate the steering wheel.
  • a plurality of vehicle operating devices are provided in a steering of a vehicle, a position detection unit that detects a grip position of the right hand and left hand of the steering, and a steering that detects a steering angle of the steering. Based on the angle detection unit and each detection signal of the position detection unit and the steering angle detection unit, the steering angle change amount, and the right hand grip position change amount that is a relative position change between the right hand grip position and the steering And a left hand grip position change amount that is a relative position change between the left hand grip position and the steering, and a combination of a steering angle change amount, the right hand grip position change amount, and the left hand grip position change amount. And a control unit that determines the operation state of the steering for each stage.
  • the control unit determines that the steering operation state is a normal operation when at least one of the right hand grip position change amount and the left hand grip position change amount is zero. [1] ] May be used.
  • the control unit determines that the steering operation state includes an abnormal operation.
  • the vehicle operating device described may be used.
  • the control unit determines that the operation is normal when the absolute value of the steering angle change amount is equal to or greater than the absolute value of the right hand grip position change amount and the left hand grip position change amount.
  • the vehicle operating device described may be used.
  • the control unit determines that the operation is abnormal when the absolute value of the steering angle change amount is smaller than the absolute value of the right hand grip position change amount and the left hand grip position change amount.
  • the vehicle operating device may be used.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the vehicle operating device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a front view showing details of a wheel portion of the vehicle operating device.
  • FIG. 2B is a front view showing a steering operation state while the vehicle is turning counterclockwise.
  • FIG. 2C is a front view showing a steering operation state when the vehicle is turning right.
  • FIG. 3 is a determination table showing the operation state of the steering in stages according to the combination of the right hand relative speed of each of the right hand and the left hand and the left hand relative speed while the vehicle is turning to the left.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the vehicle operating device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a front view showing details of a wheel portion of the vehicle operating device.
  • FIG. 2B is a front view showing a steering operation state while the vehicle is turning counterclockwise.
  • FIG. 2C is a front view showing a steering operation state when the vehicle is turning
  • FIG. 4 is a determination table showing the operation state of the steering step by step according to the combination of the right hand relative speed of each of the right hand and the left hand and the left hand relative speed while the vehicle is turning right.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow when the vehicle is turning counterclockwise in the vehicle operation device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an operation flow when the vehicle turns rightward in the vehicle operation device according to the embodiment of the present invention, and is a flowchart showing a continuation part (A) and subsequent parts of the flowchart shown in FIG. 5.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of the vehicle operating device according to the embodiment of the present invention.
  • the vehicle operating device includes a change amount of a steering angle, a change amount of a grip position of a right hand that holds the steering wheel 3 (in this document, “steering” may mean “steering wheel”). And the steering operation intention of the driver (driver) is estimated from the relative relationship of the change amount of the grip position of the left hand that grips the steering wheel 3.
  • the steering angular velocity ⁇ SAS is used as the steering angle change amount.
  • the holding state of the steering wheel 3 and the right hand and the left hand (the right hand and the left hand are fixed on the steering wheel 3).
  • the state in which the right hand and the left hand are slipping on the steering 3) is detected as the right hand relative angular velocity and the left hand relative angular velocity.
  • the right hand relative angular velocity ⁇ hR is used as a right hand grip position change amount indicating a relative position change between the right hand grip position and the steering 3.
  • the left hand relative angular velocity ⁇ hL is used as the left hand gripping position change amount indicating the relative position change between the left hand gripping position and the steering 3.
  • the right hand relative angular velocity and the left hand relative angular velocity may be the right hand relative velocity and the left hand relative velocity, respectively.
  • a plurality of vehicle operating devices 10 according to the present embodiment are provided in the steering 3 of the vehicle 1, and a detection electrode Di as a position detection unit that detects a grip position of the right hand and the left hand of the steering 3, and a steering angle of the steering 3.
  • Steering angle sensor 5 (SAS: Steering Angle Sensor) as a steering angle detection unit to be detected, steering angular velocity ⁇ SAS that is a steering angle change amount based on detection signals of detection electrode Di and steering angle sensor 5, grip of the right hand
  • the right hand relative angular velocity ⁇ hR which is a right hand gripping position change amount indicating a relative position change between the position and the steering wheel 3 and a left hand gripping position change amount indicating a relative position change between the left hand grip position and the steering wheel 3.
  • Relative angular velocity ⁇ hL is calculated, and the combination of steering angular velocity ⁇ SAS, right hand relative angular velocity ⁇ hR, and left hand relative angular velocity ⁇ hL
  • a control unit 100 for determining the operation state of the steering 3 step by step, the.
  • a plurality of detection electrodes Di are arranged along the circumferential direction of the wheel portion 3 a of the steering 3.
  • the number of electrodes is 24, and the electrodes are arranged over the entire circumference of the wheel portion 3a.
  • the number of electrodes is not limited to 24, and any number of electrodes can be used as long as they are arranged in the circumferential direction of the wheel portion 3a and can detect the gripping positions of the right hand and the left hand.
  • the capacitance value is increased by the approach or contact of the right hand or the left hand.
  • This embodiment is a self-capacitance type capacitance detection method in which the capacitance value increases due to the approach or contact of the right hand or the left hand, and the gripping position is detected based on this change value. Note that the detection of the gripping position is not limited to the above-described method, and various detection methods such as a mutual capacitance-type capacitance detection method and a pressure sensor can be used.
  • the steering angle sensor 5 which is also referred to as a steering angle sensor, is attached to the steering shaft of the vehicle 1 and is a sensor that sends a signal corresponding to the steering direction, neutral position, and steering angle to the control unit 100.
  • the structure is composed of, for example, a light-emitting diode (LED), a phototransistor (receives light and replaces it with an electrical signal), and a slit plate (rotates in conjunction with the steering wheel). The phototransistor is turned on and off.
  • the steering angle sensor 5 is connected to the control unit 100 via a vehicle LAN or the like, so that the steering angle ⁇ SAS can be detected.
  • the control unit 100 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs operations, processing, etc. on acquired data according to a program, a RAM (Random Access Memory) that is a semiconductor memory, a ROM (Read Only Memory), and the like. It is a computer.
  • the RAM is used as a storage area for temporarily storing calculation results and the like.
  • the control unit 100 includes a steering angular velocity ⁇ SAS calculation unit 101, a right-hand relative angular velocity ⁇ hR, a left-hand relative angular velocity ⁇ hL calculation unit 102, a determination unit 103, and the like.
  • the steering angular velocity ⁇ SAS calculation unit 101 calculates the steering angular velocity ⁇ SAS based on the steering angle ⁇ SAS input to the control unit 100.
  • the steering angular velocity ⁇ SAS can be calculated by obtaining the change amount (difference) of the steering angle ⁇ SAS input at a predetermined interval.
  • the detection electrode Di showing the maximum value of the capacitance value Ci can be set to the right hand gripping position ⁇ hR and the left hand gripping position ⁇ hL.
  • the right-hand relative angular velocity ⁇ hR and the left-hand relative angular velocity ⁇ hL are values indicating the slip state of the steering grip from the relative relationship with the steering angular velocity ⁇ SAS.
  • the distinction between the right hand gripping position and the left hand gripping position can be obtained on the basis of the vehicle coordinate system on the assumption that the driver performs the steering operation without crossing the hand.
  • the determination unit 103 determines the operation state of the steering 3 step by step based on the calculation results of the steering angular velocity ⁇ SAS calculation unit 101, the right-hand relative angular velocity ⁇ hR, and the left-hand relative angular velocity ⁇ hL calculation unit 102.
  • FIG. 10 is a front view showing details of the wheel portion of the vehicle operating device
  • FIG. 2B is a front view showing a steering operation state while the vehicle is turning left
  • FIG. 2C is a steering operation state when the vehicle is turning right.
  • FIG. 2A the steering angle ⁇ SAS, the steering angular velocity ⁇ SAS, the right hand gripping position ⁇ hR, the left hand gripping position ⁇ hL, the right hand relative angular velocity ⁇ hR, and the left hand relative angular velocity ⁇ hL are positive in the clockwise direction. Further, the steering angle ⁇ SAS, the right hand gripping position ⁇ hR, and the left hand gripping position ⁇ hL have an origin O in the upward direction in the figure.
  • FIG. 3 is a determination table showing the operation state of the steering step by step according to the combination of the right hand relative speeds of the right hand 201 and the left hand 202 and the left hand relative speed when the vehicle 1 is turning to the left.
  • FIG. 6 is a determination table in a state where the vehicle 1 is turning left ( ⁇ SAS ⁇ 0) and the steering wheel 3 is turning right ( ⁇ SAS> 0).
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow when the vehicle 1 is turning counterclockwise in the vehicle operation device according to the embodiment of the present invention.
  • the steering 3 shown in FIG. 2B is gripped by the right hand 201 and the left hand 202 as shown in FIG. 2B and rotated leftward to turn the vehicle 1 counterclockwise.
  • the steering 3 shown in FIG. 2B is gripped by the right hand 201 and the left hand 202 as shown in FIG. 2B and rotated leftward to turn the vehicle 1 counterclockwise.
  • the determination unit 103 of the control unit 100 determines the operation state of the steering 3 step by step using an algorithm based on the determination table shown in FIG.
  • Step 1 to Step 13 in the flowchart shown in FIG. 5 will be described as the operation during the left turn of the vehicle 1, and an algorithm based on the determination table during the right turn of the vehicle 1 shown in FIG. 4 will be described later.
  • the steering angular velocity ⁇ SAS calculating unit 101 acquires the steering angle ⁇ SAS from the steering angle sensor 5 (SAS), and based on this, the steering angle ⁇ SAS is obtained.
  • the angular velocity ⁇ SAS is calculated (Step 1).
  • the gripping position ⁇ hL is calculated, and based on this, the right hand relative angular velocity ⁇ hR and the left hand relative angular velocity ⁇ hL are calculated (Step 2).
  • Step 1 and Step 2 may be reversed.
  • the determination unit 103 determines whether the vehicle 1 is turning left. That is, it is determined whether the steering angle ⁇ SAS is negative ( ⁇ SAS ⁇ 0) (Step 3). If the steering angle ⁇ SAS is negative ( ⁇ SAS ⁇ 0), the process proceeds to Step 4. If the steering angle ⁇ SAS is not negative ( ⁇ SAS ⁇ 0), the process proceeds to Step 14 shown in FIG.
  • is satisfied (Step 4). If satisfied, the process proceeds to Step 5; otherwise, the process proceeds to Step 6.
  • the condition indicated by (4-1) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, which is indicated by the right-hand and left-hand combination frame 30 in FIG.
  • condition indicated by (4-2) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, which is indicated by the right hand and left hand combination frame 31 in FIG.
  • condition indicated by (4-3) is a condition given by the driver's intention, the vehicle behavior, and the mathematical expression shown by the right and left hand combination frame 32 in FIG.
  • condition indicated by (4-4) is a condition given by the driver's intention, the vehicle behavior, and the mathematical expression shown by the combination frame 33 of the right hand and the left hand in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand indicated by the frame 33 in FIG. 3 is a two-handed slip return. That is, while the vehicle 1 is turning counterclockwise, the steering wheel is rotated to the right ( ⁇ SAS> 0) and ⁇ hL ⁇ 0 and ⁇ hR ⁇ 0, so the steering wheel is returned to the neutral position while slipping with both hands. State. Furthermore, since
  • the condition indicated by (6-1) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, as indicated by the right-hand and left-hand combination frame 34 in FIG.
  • the determination unit 103 can output the semi-normal operation signal Ss (Step 7).
  • the condition indicated by (6-2) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, as indicated by the right and left hand combination frame 35 in FIG.
  • the steering wheel is slipped in the direction of returning the steering wheel to the neutral position while slipping the right hand, but the left hand is holding the steering wheel, the driver's intention is turning right, and the behavior of the vehicle is turning right.
  • the condition is judged as semi-normal. Accordingly, the determination unit 103 can output the semi-normal operation signal Ss (Step 7).
  • the determination unit 103 (8-1) left-hand relative angular velocity ⁇ hL> 0 and right-hand relative angular velocity ⁇ hR ⁇ 0 and steering angular velocity ⁇ SAS> 0, or (8-2) left-hand relative angular velocity ⁇ hL ⁇ 0 and right-hand It is determined whether or not either of the relative angular velocity ⁇ hR> 0 and the steering angular velocity ⁇ SAS> 0 is satisfied (Step 8). When it satisfies, it progresses to Step9, and when not satisfying, it progresses to Step10.
  • the condition indicated by (8-1) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, as indicated by the right-hand and left-hand combination frame 36 in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand shown by the frame 36 in FIG. 3 is to slip the left hand (close to the right hand) during the right turn while slipping in a right cantilever manner. That is, while the vehicle 1 is turning counterclockwise, the steering wheel rotates to the right ( ⁇ SAS> 0), and ⁇ hL> 0 and ⁇ hR ⁇ 0, so the left hand is attached to the steering wheel and slips in the direction to return the steering wheel to the neutral position. On the other hand, the right hand is slipping with the steering.
  • the determination part 103 can output abnormality (mild) Sa1 (Step 9).
  • the condition indicated by (8-2) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, as indicated by the right-hand and left-hand combination frame 37 in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand shown by the frame 37 in FIG. 3 is to slip the right hand during the right turn (close to the left hand) while slipping left-handedly. That is, while the vehicle 1 is turning counterclockwise, the steering wheel is rotated to the right ( ⁇ SAS> 0) and ⁇ hL ⁇ 0 and ⁇ hR> 0, so the right hand is attached to the steering wheel and the steering wheel is slipped back to the neutral position. On the other hand, the left hand is slipping with the steering.
  • the determination part 103 can output abnormality (mild) Sa1 (Step 9).
  • the determination unit 103 determines whether or not the conditions of ⁇ h> 0 and ⁇ SAS> 0 are satisfied (Step 10). When satisfying, it progresses to Step11, and when not satisfying, it progresses to Step12.
  • the conditions shown above are conditions given by the driver's intention, the vehicle behavior, and the mathematical expression shown by the right and left hand combination frame 38 in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand indicated by the frame 38 in FIG. 3 is a two-hand slip right turn. That is, while the vehicle 1 is turning counterclockwise, the steering wheel rotates to the right ( ⁇ SAS> 0) and ⁇ h> 0, so that both hands are slipping with respect to the steering wheel, and the steering return speed or higher.
  • the driver can guess that the vehicle turns to the right. Therefore, the driver's intention is turning right, the vehicle behavior is turning weakly, and the operation state of the steering wheel 3 is determined to be abnormal (medium).
  • the determination part 103 can output abnormality (moderate) Sa2 (Step11).
  • the determination unit 103 determines whether or not
  • the conditions shown above are conditions given by the driver's intention, the behavior of the vehicle, and the mathematical expression shown by the combination frame 39 of the right hand and the left hand in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand shown by the frame 39 in FIG. 3 is a two-hand slip left turn. That is, while the vehicle 1 is turning counterclockwise, the steering wheel rotates to the right ( ⁇ SAS> 0) and
  • the states of the right and left hand combination frames 30, 31, 32, and 34, 35 in FIG. 3 are when the value of at least one of the left hand relative angular velocity ⁇ hL and the right hand relative angular velocity ⁇ hR is zero, and the operation of the steering 3 It can be determined that the state is a normal operation. However, in the case of the combination frames 30, 31, and 32 of the right hand and the left hand in FIG.
  • the states of the right and left hand combination frames 36, 37, 38, and 39 in FIG. 3 are when the value of the left hand relative angular velocity ⁇ hL or the right hand relative angular velocity ⁇ hR is not zero, and the operation state of the steering wheel 3 is abnormal. It can be determined that this is an operation. However, in the case of the combination frames 36 and 37 of the right hand and the left hand in FIG. 3, an abnormal (mild) operation is performed, in the case of the combination frame 38, an abnormal (moderate) operation is performed, and in the case of the combination frame 39, an abnormal (severe) operation is further performed. It can be judged separately.
  • the state of the combination frame 33 of the right hand and the left hand in FIG. 3 is when the value of the left hand relative angular velocity ⁇ hL or the right hand relative angular velocity ⁇ hR is not zero, but the absolute value of the steering angular velocity ⁇ SAS is the right hand relative angular velocity ⁇ hR, the left hand relative angle.
  • the absolute value of the steering angular velocity ⁇ SAS is the right hand relative angular velocity ⁇ hR, the left hand relative angle.
  • FIG. 4 is a determination table showing the operation state of the steering step by step based on the combination of the right hand relative speeds of the right hand 201 and the left hand 202 and the left hand relative speed while the vehicle is turning right.
  • FIG. 6 is a determination table in a state where the vehicle 1 is turning right ( ⁇ SAS> 0) and the steering wheel 3 is rotated left ( ⁇ SAS ⁇ 0).
  • FIG. 6 is an operation flow of the vehicle operating device according to the embodiment of the present invention when the vehicle is turning to the right, and is a flowchart showing a continuation (A) and subsequent parts of the flowchart shown in FIG. In the following, Step 14 and subsequent steps will be described after the continuation (A) of the flowchart shown in FIG.
  • is satisfied (Step 14). If satisfied, the process proceeds to Step 15, and if not satisfied, the process proceeds to Step 16.
  • is
  • the condition indicated by (14-1) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, as indicated by the right-hand and left-hand combination frame 40 in FIG.
  • condition shown by (14-2) is a condition given by the driver's intention, the vehicle behavior, and the mathematical expression shown by the right and left hand combination frame 41 in FIG.
  • condition indicated by (14-3) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, which is indicated by the right-hand and left-hand combination frame 42 in FIG.
  • condition indicated by (14-4) is a condition given by the driver's intention, the vehicle behavior, and the mathematical expression shown by the right and left hand combination frame 43 in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand shown by a frame 43 in FIG. 4 is a two-handed slip return. That is, while the vehicle 1 is turning to the right, the steering wheel is rotated to the left ( ⁇ SAS ⁇ 0), and ⁇ hL> 0 and ⁇ hR> 0. Therefore, the steering wheel is returned to the neutral position while slipping with both hands. State. Furthermore, since
  • the condition indicated by (16-1) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, which is indicated by the right-hand and left-hand combination frame 44 in FIG.
  • the left hand is slipping in the direction to return the steering wheel to the neutral position, but the right hand is holding the steering wheel, the driver's intention is turning left, and the behavior of the vehicle is turning left.
  • the condition is judged as semi-normal.
  • the determination part 103 can output the semi-normal operation signal Ss (Step 17).
  • the condition indicated by (16-2) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, as indicated by the right-hand and left-hand combination frame 45 in FIG.
  • the determination part 103 can output the semi-normal operation signal Ss (Step 17).
  • the determination unit 103 (18-1) left-hand relative angular velocity ⁇ hL ⁇ 0 and right-hand relative angular velocity ⁇ hR> 0 and steering angular velocity ⁇ SAS ⁇ 0, or (18-2) left-hand relative angular velocity ⁇ hL> 0 and right-hand It is determined whether or not either of the relative angular velocity ⁇ hR ⁇ 0 and the steering angular velocity ⁇ SAS ⁇ 0 is satisfied (Step 18). If satisfied, the process proceeds to Step 19, and if not satisfied, the process proceeds to Step 20.
  • the condition indicated by (18-1) is a condition given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, as indicated by the right-hand and left-hand combination frame 46 in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand shown by the frame 46 in FIG. 4 is to slip the left hand during the left turn (close to the right hand) while slipping in a right cantilever manner. That is, while the vehicle 1 is turning to the right, the steering is counterclockwise ( ⁇ SAS ⁇ 0), and ⁇ hL> 0 and ⁇ hR ⁇ 0, so the left hand is attached to the steering wheel and slips in a direction to return the steering wheel to the neutral position. On the other hand, the right hand is slipping with the steering.
  • the determination part 103 can output abnormality (mild) Sa1 (Step 19).
  • the condition shown by (18-2) is a condition given by the driver's intention, the vehicle behavior, and the mathematical expression shown by the right and left hand combination frame 47 in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand indicated by a frame 47 in FIG. 4 is to slip the right hand during the left turn (close to the left hand) while slipping left-handedly. That is, while the vehicle 1 is turning to the right, the steering wheel is rotated counterclockwise ( ⁇ SAS ⁇ 0) and ⁇ hL ⁇ 0 and ⁇ hR> 0. Therefore, the right hand is attached to the steering wheel to cause the steering wheel to slip back to the neutral position. On the other hand, the left hand is slipping with the steering.
  • the determination part 103 can output abnormality (mild) Sa1 (Step 19).
  • the determination unit 103 determines whether or not the conditions of ⁇ h ⁇ 0 and ⁇ SAS ⁇ 0 are satisfied (Step 20). If satisfied, the process proceeds to Step 21, and if not satisfied, the process proceeds to Step 22.
  • the conditions shown above are conditions given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expressions, which are indicated by the combination frame 48 of the right hand and the left hand in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand indicated by the frame 48 in FIG. 4 is a two-hand slip left turn. That is, while the vehicle 1 is turning to the right, the steering is counterclockwise ( ⁇ SAS ⁇ 0) and ⁇ h ⁇ 0, so that both hands are slipping with respect to the steering and the steering return speed is exceeded.
  • the driver can guess that the vehicle is turning left. Therefore, it is determined that the driver's intention is left turning, the vehicle behavior is weak left turning, and the operation state of the steering wheel 3 is abnormal (medium). Thereby, the determination part 103 can output abnormality (moderate) Sa2 (Step 21).
  • the determination unit 103 determines whether or not
  • the conditions shown above are conditions given by the driver's intention, vehicle behavior, and mathematical expression, which are indicated by the right hand and left hand combination frame 49 in FIG.
  • the combination of the right hand and the left hand indicated by a frame 49 in FIG. 4 is a two-hand slip right turn. That is, while the vehicle 1 is turning to the right, the steering is counterclockwise ( ⁇ SAS ⁇ 0) and
  • the states of the right and left hand combination frames 40, 41, 42 and 44, 45 in FIG. 4 are when the value of at least one of the left hand relative angular velocity ⁇ hL and the right hand relative angular velocity ⁇ hR is zero, and the operation of the steering 3 It can be determined that the state is a normal operation. However, in the case of the combination frames 40, 41, and 42 of the right hand and the left hand in FIG.
  • the state of the right and left hand combination frames 46, 47, 48, and 49 in FIG. 4 is when the value of the left hand relative angular velocity ⁇ hL or the right hand relative angular velocity ⁇ hR is not zero, and the operation state of the steering wheel 3 is abnormal. It can be determined that this is an operation.
  • an abnormal (mild) operation is performed in the case of the combination frame 48
  • an abnormal (medium) operation is performed in the combination frame 48
  • an abnormal (severe) operation is performed in the combination frame 49. It can be judged separately.
  • the state of the combination frame 43 of the right hand and the left hand in FIG. 4 is when the value of the left hand relative angular velocity ⁇ hL or the right hand relative angular velocity ⁇ hR is not zero, but the absolute value of the steering angular velocity ⁇ SAS is the right hand relative angular velocity ⁇ hR, the left hand relative angle.
  • the absolute value of the steering angular velocity ⁇ SAS is the right hand relative angular velocity ⁇ hR, the left hand relative angle.
  • the embodiment of the present invention has the following effects.
  • the plurality of electrodes Di are arranged over the entire circumference of the wheel portion 3a. Therefore, the grip position of the right hand and the left hand can be detected from the relative relationship with respect to the steering angular velocity ⁇ SAS. Based on this gripping position, the right hand relative angular velocity ⁇ hR and the left hand relative angular velocity ⁇ hL can be calculated to detect the slip state of the right hand and the left hand at the time of steering operation, and by making various judgments based on this, the driver's steering operation Can understand the intention. (2) As shown in FIGS.
  • the driver's steering operation state can be determined step by step. it can. For example, when at least one of the left-hand relative angular velocity ⁇ hL and the right-hand relative angular velocity ⁇ hR is zero, it can be determined that the operation state of the steering wheel 3 is a normal operation. When the value of the left hand relative angular velocity ⁇ hL or the right hand relative angular velocity ⁇ hR is not zero, it can be determined that the operation state of the steering wheel 3 is an abnormal operation.
  • the absolute value of the steering angular velocity ⁇ SAS is equal to or greater than the absolute values of the right-hand relative angular velocity ⁇ hR and the left-hand relative angular velocity ⁇ hL. If it is, it can be determined that the operation is normal. That is, in this embodiment, the slip state with respect to the steering wheel is detected, and based on this, normal operation and abnormal operation are determined. For example, when the value of the left hand relative angular velocity ⁇ hL or the right hand relative angular velocity ⁇ hR is not zero. Even if it exists, it becomes possible to judge that it is normal operation.

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Abstract

車両用操作装置１０は、車両１のステアリング３に複数設けられ、ステアリング３の右手及び左手の把持位置を検出する位置検出部としての検出電極Ｄｉと、ステアリング３の操舵角を検出するステアリング角度検出部としての舵角センサ５と、検出電極Ｄｉ及び舵角センサ５の各検出信号に基づいて、ステアリング角度変化量であるステアリング角速度ωＳＡＳ、右手の把持位置とステアリング３との右手把持位置変化量である右手相対角速度ωｈＲ、及び左手の把持位置とステアリング３との左手把持位置変化量である左手相対角速度ωｈＬを算出し、ステアリング角速度ωＳＡＳ、右手相対角速度ωｈＲ、及び左手相対角速度ωｈＬの組み合わせにより、ステアリング３の操作状態を段階別に判断する制御部１００と、を有する。

Description

車両用操作装置
本発明は、車両用操作装置に関する。
車両のステアリングホイールの全周に等間隔に配置されたセンサが設けられ、走行中のステアリング操作の状況を検出することにより、運転者が意図しない車載機器への誤操作を未然に防止する車両用操作装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
この車両用操作装置は、車両のステアリングホイールの表面に設けられ、車両に搭載された各種機器を操作する操作部と、車両のステアリングホイールの円周部に設けられ、等間隔に配置されたセンサと、センサにより、運転手が両手でステアリングホイールを把持しているのか否かを検出する検出部と、検出部が、運転手が両手でステアリングホイールを把持していることを検出したときに操作部の入力を有効とする制御部と、を備え、ステアリングホイール外周上のセンサを左右２つの領域で区別し、制御部が、各領域のセンサからの信号をそれぞれ１つ以上入力した場合に、運転者が両手でステアリングホイールを把持していると判定する。この車両用操作装置によれば、走行中のステアリング操作により、運転者が無意識に操作手段に触れてしまっても、その誤操作を未然に防止することができるとされている。
特開２０１４－６１７６１号公報
特許文献１の車両用操作装置では、ステアリングホイール部の把持の有無は検出できても、ホイール部の表面を滑らせるような操作状態を検出できない。このため、運転者の操作意図を正確に汲むことができないという問題があった。
本発明の目的は、運転者のステアリングの操作意図を把握できる車両用操作装置を提供することにある。
［１］本発明の一実施形態による車両用操作装置は、車両のステアリングに複数設けられ、前記ステアリングの右手及び左手の把持位置を検出する位置検出部と、前記ステアリングの操舵角を検出するステアリング角度検出部と、前記位置検出部及び前記ステアリング角度検出部の各検出信号に基づいて、ステアリング角度変化量、前記右手の把持位置と前記ステアリングとの相対的な位置変化である右手把持位置変化量、及び前記左手の把持位置と前記ステアリングとの相対的な位置変化である左手把持位置変化量を算出し、ステアリング角度変化量、前記右手把持位置変化量、及び前記左手把持位置変化量の組み合わせにより、前記ステアリングの操作状態を段階別に判断する制御部と、を有する。
［２］前記制御部は、前記右手把持位置変化量又は前記左手把持位置変化量の少なくともどちらかの値がゼロの場合は、前記ステアリングの操作状態が、正常操作であると判断する、［１］に記載の車両用操作装置であってもよい。
［３］前記制御部は、前記右手把持位置変化量又は前記左手把持位置変化量の値がゼロでない場合は、前記ステアリングの操作状態が、異常操作を含んでいると判断する、［１］に記載の車両用操作装置であってもよい。
［４］前記制御部は、前記ステアリング角度変化量の絶対値が前記右手把持位置変化量、前記左手把持位置変化量の絶対値以上の場合は、正常操作であると判断する、［３］に記載の車両用操作装置であってもよい。
［５］前記制御部は、前記ステアリング角度変化量の絶対値が前記右手把持位置変化量、前記左手把持位置変化量の絶対値より小さい場合は、異常操作であると判断する［３］に記載の車両用操作装置であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、運転者のステアリングの操作意図を把握することができる車両用操作装置を提供することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置の構成を示す説明図である。 図２Ａは、車両用操作装置のホイール部の詳細を示す正面図である。 図２Ｂは、車両が左転回中におけるステアリングの操作状態を示す正面図である。 図２Ｃは、車両が右転回中におけるステアリング操作状態を示す正面図である。 図３は、車両が左転回中における、右手と左手のそれぞれの右手相対速度、前記左手相対速度の組み合わせによりステアリングの操作状態を段階別に示す判断表である。 図４は、車両が右転回中における、右手と左手のそれぞれの右手相対速度、前記左手相対速度の組み合わせによりステアリングの操作状態を段階別に示す判断表である。 図５は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置における車両が左転回中の動作フローを示すフローチャートである。 図６は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置における車両が右転回中の動作フローであって、図５で示したフローチャートの続き部分（Ａ）以降を示すフローチャートである。
（本発明の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置の構成を示す説明図である。
本発明の実施形態に係る車両用操作装置は、ステアリング角度の変化量、ステアリング３（本書において「ステアリング」は、「ステアリングホイール」を意味する場合がある）を把持した右手の把持位置の変化量、及び、ステアリング３を把持した左手の把持位置の変化量の相対関係から、運転者（ドライバ）のステアリング操作意図を推定するものである。
本実施形態では、ステアリング角度変化量としてステアリング角速度ωＳＡＳを用いる。
また、運転者（ドライバ）がステアリング３を把持した状態でステアリング操作を行なう場合に、ステアリング３と把持する右手、左手とのそれぞれの把持状態（右手、左手がステアリング３上に固定されている、あるいは、右手、左手がステアリング３上をスリップしている状態）を、右手相対角速度、左手相対角速度として検出する。右手の把持位置とステアリング３との相対的な位置変化を示す右手把持位置変化量として右手相対角速度ωｈＲを用いる。同様に、左手の把持位置とステアリング３との相対的な位置変化を示す左手把持位置変化量として左手相対角速度ωｈＬを用いる。
なお、右手相対角速度、左手相対角速度は、それぞれ右手相対速度、左手相対速度としてもよい。
（車両用操作装置１０の構成）
本実施形態に係る車両用操作装置１０は、車両１のステアリング３に複数設けられ、ステアリング３の右手及び左手の把持位置を検出する位置検出部としての検出電極Ｄｉと、ステアリング３の操舵角を検出するステアリング角度検出部としての舵角センサ５（ＳＡＳ：Steering Angle Sensor）と、検出電極Ｄｉ及び舵角センサ５の各検出信号に基づいて、ステアリング角度変化量であるステアリング角速度ωＳＡＳ、右手の把持位置とステアリング３との相対的な位置変化を示す右手把持位置変化量である右手相対角速度ωｈＲ、及び左手の把持位置とステアリング３との相対的な位置変化を示す左手把持位置変化量である左手相対角速度ωｈＬを算出し、ステアリング角速度ωＳＡＳ、右手相対角速度ωｈＲ、及び左手相対角速度ωｈＬの組み合わせにより、ステアリング３の操作状態を段階別に判断する制御部１００と、を有して構成されている。
（検出電極Ｄｉの構成）
図１に示すように、検出電極Ｄｉは、ステアリング３のホイール部３ａの周方向に沿って複数配置されている。本実施形態では、電極数として２４個とし、ホイール部３ａの全周に亘って配置した。なお、検出電極Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、・・・、２４）と表示する。電極数は、２４個には限られず、ホイール部３ａの周方向に沿って複数配置され、右手及び左手の把持位置を検出できる個数であれば、何個であっても使用できる。
検出電極Ｄｉ（ｉ＝１、２、～、２４）は、ステアリング３のホイール部３ａの周方向に沿って等間隔に配置されており、右手又は左手の接近又は接触により、静電容量値が変化する。本実施形態は、右手又は左手の接近又は接触により、静電容量値が増加し、この変化値に基づいて把持位置を検出する自己容量方式の静電容量検出方式とする。なお、把持位置の検出は、上記の方式には限られず、相互容量方式の静電容量検出方式、圧力センサ等の種々の検出方式を用いることが可能である。
ステアリング３に装着された各検出電極Ｄｉ（ｉ＝１、２、～、２４）は、図１で示すステアリングロールコネクタ（ＳＲＣ）７を介して、制御部１００に接続される。ステアリングロールコネクタ（ＳＲＣ）７から信号束線７０により各検出電極Ｄｉに対応した各静電容量値Ｃｉ（ｉ＝１、２、～、２４）が制御部１００により検出可能となる。
（舵角センサ５）
舵角センサ５は、転舵角センサとも言い、車両１のステアリングシャフトに取り付けられ、操舵の向き、中立位置および転舵角に応じた信号を制御部１００に送るセンサである。構造は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、フォトトランジスタ（光を受けて電気信号に置き換える）、スリット板（ステアリングホイールと連動して回転する）から構成されており、回転するスリット板によって受光、遮光してフォトトランジスタがオン、オフする。舵角センサ５は、車両ＬＡＮ等を介して制御部１００に接続され、舵角θＳＡＳが検出可能となる。
（制御部１００）
制御部１００は、例えば、プログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ(Random Access Memory)及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
制御部１００は、ステアリング角速度ωＳＡＳ算出部１０１、右手相対角速度ωｈＲ及び左手相対角速度ωｈＬ算出部１０２、判断部１０３等から概略構成されている。
ステアリング角速度ωＳＡＳ算出部１０１は、制御部１００に入力された舵角θＳＡＳにより、ステアリング角速度ωＳＡＳを算出する。例えば、所定間隔で入力された舵角θＳＡＳの変化量（差分）を求めることにより、ステアリング角速度ωＳＡＳを算出することができる。
右手相対角速度ωｈＲ及び左手相対角速度ωｈＬ算出部１０２は、各検出電極Ｄｉに対応した各静電容量値Ｃｉ（ｉ＝１、２、～、２４）に基づいて、右手把持位置及び左手把持位置を求める。静電容量値Ｃｉの最大値を示した検出電極Ｄｉを右手把持位置θｈＲ及び左手把持位置θｈＬとすることができる。この右手把持位置θｈＲ及び左手把持位置θｈＬのステアリング３に対する相対変化量を算出することにより、右手相対角速度ωｈＲ及び左手相対角速度ωｈＬを求めることができる。この右手相対角速度ωｈＲ、左手相対角速度ωｈＬは、ステアリング角速度ωＳＡＳとの相対関係から、ステアリング把持のスリップ状態を示す値である。なお、右手把持位置と左手把持位置の区別は、運転者が手をクロスさせない状態でステアリング操作を行っていることを前提として、車両座標系を基準にして求めることができる。
判断部１０３は、ステアリング角速度ωＳＡＳ算出部１０１及び右手相対角速度ωｈＲ及び左手相対角速度ωｈＬ算出部１０２の算出結果に基づいて、ステアリング３の操作状態を段階別に判断する。
（車両用操作装置１０の動作）
図２Ａは、車両用操作装置のホイール部の詳細を示す正面図、図２Ｂは、車両が左転回中におけるステアリングの操作状態を示す正面図、図２Ｃは、車両が右転回中におけるステアリング操作状態を示す正面図である。図２Ａに示すように、舵角θＳＡＳ、ステアリング角速度ωＳＡＳ、右手把持位置θｈＲ、左手把持位置θｈＬ、右手相対角速度ωｈＲ、及び左手相対角速度ωｈＬは、時計回りを正とする。また、舵角θＳＡＳ、右手把持位置θｈＲ、左手把持位置θｈＬは、図示の上方向を原点Ｏとする。
（車両１が左転回中における動作）
図３は、車両１が左転回中における、右手２０１と左手２０２のそれぞれの右手相対速度、前記左手相対速度の組み合わせによりステアリングの操作状態を段階別に示す判断表である。車両１が左転回中（θＳＡＳ＜０）であって、ステアリング３が右回転（ωＳＡＳ＞０）の状態における判断表である。また、図５は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置における車両１が左転回中の動作フローを示すフローチャートである。
図２Ａで示すステアリング３を、図２Ｂで示すように、ホイール部３ａを右手２０１及び左手２０２で把持し、左方向に回転させて、車両１を左転回させている運転状態における動作について、以下に説明する。
図２Ｂで示す車両１の左転回中において、制御部１００の判断部１０３は、図３で示す判断表に基づくアルゴリズムにより、ステアリング３の操作状態を段階別に判断する。以下、図５で示すフローチャートのステップに従って説明する。なお、車両１の左転回中における動作として、図５で示すフローチャートのＳｔｅｐ１からＳｔｅｐ１３について説明し、図４で示す車両１の右転回中の判断表に基づくアルゴリズムは、後述する。
図５に示すように、車両用操作装置１０の動作フローがスタートすると、まず、ステアリング角速度ωＳＡＳ算出部１０１は、舵角センサ５（ＳＡＳ）から舵角θＳＡＳを取得し、これに基づいて、ステアリング角速度ωＳＡＳを算出する（Ｓｔｅｐ１）。
また、右手相対角速度ωｈＲ及び左手相対角速度ωｈＬ算出部１０２は、各検出電極Ｄｉに対応した各静電容量値Ｃｉ（ｉ＝１、２、～、２４）を取得し、右手把持位置θｈＲ及び左手把持位置θｈＬを算出し、これに基づいて、右手相対角速度ωｈＲ及び左手相対角速度ωｈＬを算出する（Ｓｔｅｐ２）。
なお、上記のＳｔｅｐ１、Ｓｔｅｐ２の順序は逆であってもよい。
判断部１０３は、車両１が左転回中かどうかを判断する。すなわち、舵角θＳＡＳが負かどうか（θＳＡＳ＜０）を判断する（Ｓｔｅｐ３）。舵角θＳＡＳが負（θＳＡＳ＜０）の場合は、Ｓｔｅｐ４へ進み、舵角θＳＡＳが負（θＳＡＳ＜０）でない場合は、図６で示すＳｔｅｐ１４へ進む。
判断部１０３は、（４－１）ωｈ＝０（左手相対角速度ωｈＬ＝０かつ右手相対角速度ωｈＲ＝０）かつωＳＡＳ＞０、又は、（４－２）左手相対角速度ωｈＬ＜０かつ右手相対角速度ωｈＲ＝０かつステアリング角速度ωＳＡＳ＞０、又は、（４－３）左手相対角速度ωｈＬ＝０かつ右手相対角速度ωｈＲ＜０かつステアリング角速度ωＳＡＳ＞０、又は、（４－４）ωｈ＜０かつステアリング角速度ωＳＡＳ＞０かつ｜ωｈ｜≦｜ωＳＡＳ｜、のいずれかの条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ４）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ５へ進み、満たさない場合は、Ｓｔｅｐ６へ進む。
なお、ωｈ＝０、ωｈ＜０は、左手相対角速度ωｈＬ、右手相対角速度ωｈＲのどちらの場合も満たすことを意味し、また、｜ωｈ｜≦｜ωＳＡＳ｜は、｜ωｈＬ｜と｜ωｈＲ｜のどちらの場合も満たすことを意味する（以下同じ）。
（４－１）で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３０で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３０で示す右手と左手の組合せは、両手右転回である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈＬ＝０、ωｈＲ＝０であるから、ステアリングが右回転で中立位置（車両が直進状態のときのステアリング位置）の方向に戻っている場合に、右手及び左手がスリップせずに把持されて両手右回転されている状態である。よって、運転者の意思は右転回、車両の挙動も右転回であり、ステアリング３の操作状態は正常と判断される。これにより、判断部１０３は、正常操作信号Ｓｎを出力することができる（Ｓｔｅｐ５）。
また、（４－２）で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３１で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３１で示す右手と左手の組合せは、右片持ち、左手添え右転回である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈＬ＜０かつωｈＲ＝０であるから、左手をステアリングに添えた状態でスリップさせ、右手はステアリングを把持した状態である。よって、運転者の意思は右転回、車両の挙動も右転回であり、ステアリング３の操作状態は正常と判断される。これにより、判断部１０３は、正常操作信号Ｓｎを出力することができる（Ｓｔｅｐ５）。
また、（４－３）で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３２で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３２で示す右手と左手の組合せは、左片持ち、右手添え右転回である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈＬ＝０かつωｈＲ＜０であるから、右手をステアリングに添えた状態でスリップさせ、左手はステアリングを把持した状態である。よって、運転者の意思は右転回、車両の挙動も右転回であり、ステアリング３の操作状態は正常と判断される。これにより、判断部１０３は、正常操作信号Ｓｎを出力することができる（Ｓｔｅｐ５）。
また、（４－４）で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３３で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３３で示す右手と左手の組合せは、両手持ちスリップ復帰である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈＬ＜０かつωｈＲ＜０であるから、ステアリングに両手を添えてスリップさせながら中立位置に復帰させている状態である。さらに、｜ωｈ｜≦｜ωＳＡＳ｜であるから、両手共に、ステアリングをある程度把持した状態でスリップさせている。よって、運転者の意思は左転回から直進、車両の挙動も左転回から直進であり、ステアリング３の操作状態は正常と判断される。これにより、判断部１０３は、正常操作信号Ｓｎを出力することができる（Ｓｔｅｐ５）。
次に、判断部１０３は、（６－１）左手相対角速度ωｈＬ＞０かつ右手相対角速度ωｈＲ＝０、かつ、ステアリング角速度ωＳＡＳ＞０、又は、（６－２）左手相対角速度ωｈＬ＝０かつ右手相対角速度ωｈＲ＞０、かつ、ステアリング角速度ωＳＡＳ＞０、のどちらかの条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ６）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ７へ進み、満たさない場合は、Ｓｔｅｐ８へ進む。
（６－１）で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３４で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３４で示す右手と左手の組合せは、右片持ち、左手スリップ右転回である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈＬ＞０かつωｈＲ＝０であるから、右手はステアリングを把持し、左手をスリップさせながら右回転させている状態である。左手をスリップさせながらステアリングを中立位置に戻す方向にスリップさせているが、右手がステアリングを把持した状態であり、運転者の意思は右転回、車両の挙動も右転回であり、ステアリング３の操作状態は準正常と判断される。これにより、判断部１０３は、準正常操作信号Ｓｓを出力することができる（Ｓｔｅｐ７）。
（６－２）で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３５で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３５で示す右手と左手の組合せは、左片持ち、右手スリップ右転回である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈＬ＝０かつωｈＲ＞０であるから、左手はステアリングを把持し、右手をスリップさせながら右回転させている状態である。右手をスリップさせながらステアリングを中立位置に戻す方向にスリップさせているが、左手がステアリングを把持した状態であり、運転者の意思は右転回、車両の挙動も右転回であり、ステアリング３の操作状態は準正常と判断される。これにより、判断部１０３は、準正常操作信号Ｓｓを出力することができる（Ｓｔｅｐ７）。
次に、判断部１０３は、（８－１）左手相対角速度ωｈＬ＞０かつ右手相対角速度ωｈＲ＜０、かつ、ステアリング角速度ωＳＡＳ＞０、又は、（８－２）左手相対角速度ωｈＬ＜０かつ右手相対角速度ωｈＲ＞０、かつ、ステアリング角速度ωＳＡＳ＞０、のどちらかの条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ８）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ９へ進み、満たさない場合は、Ｓｔｅｐ１０へ進む。
（８－１）で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３６で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３６で示す右手と左手の組合せは、右片持ち気味にスリップしながら右転回中に左手をスリップ（右手に寄せる）である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈＬ＞０かつωｈＲ＜０であるから、左手をステアリングに添えてステアリングを中立位置に戻す方向にスリップさせている状態であり、一方、右手をステアリングに添えてスリップさせている状態である。ωｈＬ＞０なので左手がステアリングの回転を上回る速さでステアリングと同方向にスリップしていることになる。よって、運転者の意思は右転回、車両の挙動も右転回であり、ステアリング３の操作状態は異常（軽度）と判断される。これにより、判断部１０３は、異常（軽度）Ｓa1を出力することができる（Ｓｔｅｐ９）。
（８－２）で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３７で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３７で示す右手と左手の組合せは、左片持ち気味にスリップしながら右転回中に右手をスリップ（左手に寄せる）である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈＬ＜０かつωｈＲ＞０であるから、右手をステアリングに添えてステアリングを中立位置に戻す方向にスリップさせている状態であり、一方、左手をステアリングに添えてスリップさせている状態である。ωｈＲ＞０なので右手がステアリングの回転を上回る速さでステアリングと同方向にスリップしていることになる。よって、運転者の意思は右転回、車両の挙動も右転回であり、ステアリング３の操作状態は異常（軽度）と判断される。これにより、判断部１０３は、異常（軽度）Ｓa1を出力することができる（Ｓｔｅｐ９）。
次に、判断部１０３は、ωｈ＞０、ωＳＡＳ＞０の条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１０）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ１１へ進み、満たさない場合は、Ｓｔｅｐ１２へ進む。
上記で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３８で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３８で示す右手と左手の組合せは、両手スリップ右転回である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、ωｈ＞０であるから、両手共にステアリングに対してスリップしている状態であって、ステアリングの戻り速度以上でスリップしているが、運転者の意思としては車両の右転回が推測できる。よって、運転者の意思は右転回、車両の挙動は弱い右転回であり、ステアリング３の操作状態は異常（中度）と判断される。これにより、判断部１０３は、異常（中度）Ｓa２を出力することができる（Ｓｔｅｐ１１）。
次に、判断部１０３は、｜ωｈ｜＞｜ωＳＡＳ｜、かつ、ωｈ＜０、ωＳＡＳ＞０の条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１２）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ１３へ進み、満たさない場合は、動作を終了する（エンド）。
上記で示す条件は、図３の右手と左手の組合せ枠３９で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図３の枠３９で示す右手と左手の組合せは、両手スリップ左転回である。すなわち、車両１が左転回中において、ステアリングが右回転（ωＳＡＳ＞０）であって、｜ωｈ｜＞｜ωＳＡＳ｜であるから、両手共にステアリングに対してスリップしている状態であって、ステアリングの戻り速度以上でスリップしている。また、ωｈ＜０であるので、運転者の意思としては車両の左転回が推測できる。これは、車両が左回転しているときにステアリングが中立位置方向に戻っているにも関わらず、運転者が、まだ車両の左転回を意図してステアリング操作を行なっていることを示している。よって、運転者の意思は左転回、車両の挙動は右転回であり、ステアリング３の操作状態は異常（重度）と判断される。これにより、判断部１０３は、異常（重度）Ｓa３を出力することができる（Ｓｔｅｐ１３）。
以上の一連のフローにより、車両１の左転回中における判断フローが終了する。
（図３で示した段階別判断のまとめ）
図３の右手と左手の組合せ枠３０、３１、３２、及び、３４、３５の状態は、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの少なくともどちらかの値がゼロの場合であり、ステアリング３の操作状態が、正常操作であると判断することができる。ただし、図３の右手と左手の組合せ枠３０、３１、３２の場合は正常操作、組合せ枠３４、３５の場合は準正常操作とさらに段階別に判断することができる。
また、図３の右手と左手の組合せ枠３６、３７、３８、及び、３９の状態は、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの値がゼロでない場合であり、ステアリング３の操作状態が、異常操作であると判断することができる。ただし、図３の右手と左手の組合せ枠３６、３７の場合は異常（軽度）操作、組合せ枠３８の場合は異常（中度）操作、組合せ枠３９の場合は異常（重度）操作とさらに段階別に判断することができる。
また、図３の右手と左手の組合せ枠３３の状態は、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの値がゼロでない場合であるが、ステアリング角速度ωＳＡＳの絶対値が、右手相対角速度ωｈＲ、左手相対角速度ωｈＬのそれぞれ絶対値以上である場合は、正常操作であると判断することができる。
（車両１が右転回中における動作）
図４は、車両が右転回中における、右手２０１と左手２０２のそれぞれの右手相対速度、前記左手相対速度の組み合わせによりステアリングの操作状態を段階別に示す判断表である。車両１が右転回中（θＳＡＳ＞０）であって、ステアリング３が左回転（ωＳＡＳ＜０）の状態における判断表である。また、図６は、本発明の実施形態に係る車両用操作装置における車両が右転回中の動作フローであって、図５で示したフローチャートの続き部分（Ａ）以降を示すフローチャートである。以下において、図５で示したフローチャートの続き部分（Ａ）以降、Ｓｔｅｐ１４以降を説明する。
判断部１０３は、（１４－１）ωｈ＝０（左手相対角速度ωｈＬ＝０かつ右手相対角速度ωｈＲ＝０）かつωＳＡＳ＜０、又は、（１４－２）左手相対角速度ωｈＬ＞０かつ右手相対角速度ωｈＲ＝０かつステアリング角速度ωＳＡＳ＜０、又は、（１４－３）左手相対角速度ωｈＬ＝０かつ右手相対角速度ωｈＲ＞０かつステアリング角速度ωＳＡＳ＜０、又は、（１４－４）ωｈ＞０かつステアリング角速度ωＳＡＳ＜０かつ｜ωｈ｜≦｜ωＳＡＳ｜、のいずれかの条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１４）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ１５へ進み、満たさない場合は、Ｓｔｅｐ１６へ進む。
なお、ωｈ＝０、ωｈ＞０は、左手相対角速度ωｈＬ、右手相対角速度ωｈＲのどちらの場合も満たすことを意味し、また、｜ωｈ｜≦｜ωＳＡＳ｜は、｜ωｈＬ｜と｜ωｈＲ｜のどちらの場合も満たすことを意味する（以下同じ）。
（１４－１）で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４０で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４０で示す右手と左手の組合せは、両手左転回である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈＬ＝０、ωｈＲ＝０であるから、ステアリングが左回転で中立位置（車両が直進状態のときのステアリング位置）の方向に戻っている場合に、右手及び左手がスリップせずに把持されて両手左回転されている状態である。よって、運転者の意思は左転回、車両の挙動も左転回であり、ステアリング３の操作状態は正常と判断される。これにより、判断部１０３は、正常操作信号Ｓｎを出力することができる（Ｓｔｅｐ１５）。
また、（１４－２）で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４１で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４１で示す右手と左手の組合せは、右片持ち、左手添え左転回である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈＬ＞０かつωｈＲ＝０であるから、左手をステアリングに添えた状態でスリップさせ、右手はステアリングを把持した状態である。よって、運転者の意思は左転回、車両の挙動も左転回であり、ステアリング３の操作状態は正常と判断される。これにより、判断部１０３は、正常操作信号Ｓｎを出力することができる（Ｓｔｅｐ１５）。
また、（１４－３）で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４２で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４２で示す右手と左手の組合せは、左片持ち、右手添え左転回である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈＬ＝０かつωｈＲ＞０であるから、右手をステアリングに添えた状態でスリップさせ、左手はステアリングを把持した状態である。よって、運転者の意思は左転回、車両の挙動も左転回であり、ステアリング３の操作状態は正常と判断される。これにより、判断部１０３は、正常操作信号Ｓｎを出力することができる（Ｓｔｅｐ１５）。
また、（１４－４）で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４３で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４３で示す右手と左手の組合せは、両手持ちスリップ復帰である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈＬ＞０かつωｈＲ＞０であるから、ステアリングに両手を添えてスリップさせながら中立位置に復帰させている状態である。さらに、｜ωｈ｜≦｜ωＳＡＳ｜であるから、両手共に、ステアリングをある程度把持した状態でスリップさせている。よって、運転者の意思は右転回から直進、車両の挙動も右転回から直進であり、ステアリング３の操作状態は正常と判断される。これにより、判断部１０３は、正常操作信号Ｓｎを出力することができる（Ｓｔｅｐ１５）。
次に、判断部１０３は、（１６－１）左手相対角速度ωｈＬ＜０かつ右手相対角速度ωｈＲ＝０、かつ、ステアリング角速度ωＳＡＳ＜０、又は、（１６－２）左手相対角速度ωｈＬ＝０かつ右手相対角速度ωｈＲ＜０、かつ、ステアリング角速度ωＳＡＳ＜０、のどちらかの条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１６）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ１７へ進み、満たさない場合は、Ｓｔｅｐ１８へ進む。
（１６－１）で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４４で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４４で示す右手と左手の組合せは、右片持ち、左手スリップ左転回である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈＬ＜０かつωｈＲ＝０であるから、右手はステアリングを把持し、左手をスリップさせながら左回転させている状態である。左手をスリップさせながらステアリングを中立位置に戻す方向にスリップさせているが、右手がステアリングを把持した状態であり、運転者の意思は左転回、車両の挙動も左転回であり、ステアリング３の操作状態は準正常と判断される。これにより、判断部１０３は、準正常操作信号Ｓｓを出力することができる（Ｓｔｅｐ１７）。
（１６－２）で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４５で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４５で示す右手と左手の組合せは、左片持ち、右手スリップ左転回である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈＬ＝０かつωｈＲ＜０であるから、左手はステアリングを把持し、右手をスリップさせながら左回転させている状態である。右手をスリップさせながらステアリングを中立位置に戻す方向にスリップさせているが、左手がステアリングを把持した状態であり、運転者の意思は左転回、車両の挙動も左転回であり、ステアリング３の操作状態は準正常と判断される。これにより、判断部１０３は、準正常操作信号Ｓｓを出力することができる（Ｓｔｅｐ１７）。
次に、判断部１０３は、（１８－１）左手相対角速度ωｈＬ＜０かつ右手相対角速度ωｈＲ＞０、かつ、ステアリング角速度ωＳＡＳ＜０、又は、（１８－２）左手相対角速度ωｈＬ＞０かつ右手相対角速度ωｈＲ＜０、かつ、ステアリング角速度ωＳＡＳ＜０、のどちらかの条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ１８）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ１９へ進み、満たさない場合は、Ｓｔｅｐ２０へ進む。
（１８－１）で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４６で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４６で示す右手と左手の組合せは、右片持ち気味にスリップしながら左転回中に左手をスリップ（右手に寄せる）である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈＬ＞０かつωｈＲ＜０であるから、左手をステアリングに添えてステアリングを中立位置に戻す方向にスリップさせている状態であり、一方、右手をステアリングに添えてスリップさせている状態である。ωｈＲ＜０なので右手がステアリングの回転を上回る速さでステアリングと同方向にスリップしていることになる。よって、運転者の意思は左転回、車両の挙動も左転回であり、ステアリング３の操作状態は異常（軽度）と判断される。これにより、判断部１０３は、異常（軽度）Ｓa1を出力することができる（Ｓｔｅｐ１９）。
（１８－２）で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４７で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４７で示す右手と左手の組合せは、左片持ち気味にスリップしながら左転回中に右手をスリップ（左手に寄せる）である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈＬ＜０かつωｈＲ＞０であるから、右手をステアリングに添えてステアリングを中立位置に戻す方向にスリップさせている状態であり、一方、左手をステアリングに添えてスリップさせている状態である。ωｈＬ＜０なので左手がステアリングの回転を上回る速さでステアリングと同方向にスリップしていることになる。よって、運転者の意思は左転回、車両の挙動も左転回であり、ステアリング３の操作状態は異常（軽度）と判断される。これにより、判断部１０３は、異常（軽度）Ｓa1を出力することができる（Ｓｔｅｐ１９）。
次に、判断部１０３は、ωｈ＜０、ωＳＡＳ＜０の条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ２０）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ２１へ進み、満たさない場合は、Ｓｔｅｐ２２へ進む。
上記で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４８で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４８で示す右手と左手の組合せは、両手スリップ左転回である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、ωｈ＜０であるから、両手共にステアリングに対してスリップしている状態であって、ステアリングの戻り速度以上でスリップしているが、運転者の意思としては車両の左転回が推測できる。よって、運転者の意思は左転回、車両の挙動は弱い左転回であり、ステアリング３の操作状態は異常（中度）と判断される。これにより、判断部１０３は、異常（中度）Ｓa２を出力することができる（Ｓｔｅｐ２１）。
次に、判断部１０３は、｜ωｈ｜＞｜ωＳＡＳ｜、かつ、ωｈ＞０、ωＳＡＳ＜０の条件を満たすかどうかを判断する（Ｓｔｅｐ２２）。満たす場合は、Ｓｔｅｐ２３へ進み、満たさない場合は、動作を終了する（エンド）。
上記で示す条件は、図４の右手と左手の組合せ枠４９で示す、運転者の意思、車両の挙動、及び、数式表現で与えられる条件である。図４の枠４９で示す右手と左手の組合せは、両手スリップ右転回である。すなわち、車両１が右転回中において、ステアリングが左回転（ωＳＡＳ＜０）であって、｜ωｈ｜＞｜ωＳＡＳ｜であるから、両手共にステアリングに対してスリップしている状態であって、ステアリングの戻り速度以上でスリップしている。また、ωｈ＞０であるので、運転者の意思としては車両の右転回が推測できる。これは、車両が右回転しているときにステアリングが中立位置方向に戻っているにも関わらず、運転者が、まだ車両の右転回を意図してステアリング操作を行なっていることを示している。よって、運転者の意思は右転回、車両の挙動は左転回であり、ステアリング３の操作状態は異常（重度）と判断される。これにより、判断部１０３は、異常（重度）Ｓa３を出力することができる（Ｓｔｅｐ２３）。
以上の一連のフローにより、車両１の右転回中における判断フローが終了する。
（図４で示した段階別判断のまとめ）
図４の右手と左手の組合せ枠４０、４１、４２、及び、４４、４５の状態は、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの少なくともどちらかの値がゼロの場合であり、ステアリング３の操作状態が、正常操作であると判断することができる。ただし、図４の右手と左手の組合せ枠４０、４１、４２の場合は正常操作、組合せ枠４４、４５の場合は準正常操作とさらに段階別に判断することができる。
また、図４の右手と左手の組合せ枠４６、４７、４８、及び、４９の状態は、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの値がゼロでない場合であり、ステアリング３の操作状態が、異常操作であると判断することができる。ただし、図４の右手と左手の組合せ枠４６、４７の場合は異常（軽度）操作、組合せ枠４８の場合は異常（中度）操作、組合せ枠４９の場合は異常（重度）操作とさらに段階別に判断することができる。
また、図４の右手と左手の組合せ枠４３の状態は、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの値がゼロでない場合であるが、ステアリング角速度ωＳＡＳの絶対値が、右手相対角速度ωｈＲ、左手相対角速度ωｈＬのそれぞれ絶対値以上である場合は、正常操作であると判断することができる。
（実施形態の効果）
本発明の実施形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）本実施形態では、複数の電極Ｄｉをホイール部３ａの全周に亘って配置した。よって、ステアリング角速度ωＳＡＳに対する相対関係から、右手及び左手の把持位置を検出できる。この把持位置に基づいて右手相対角速度ωｈＲ及び左手相対角速度ωｈＬを算出してステアリング操作時の右手及び左手のスリップ状態を検出でき、これに基づいて種々の判断を行なうことにより運転者のステアリングの操作意図を把握できる。
（２）図３、図４で示したように、右手と左手の相対角速度（ωｈＲ、ωｈＬ）の組合せに基づいて判断することにより、運転者のステアリングの操作状態を段階的に判断することができる。例えば、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの少なくともどちらかの値がゼロの場合は、ステアリング３の操作状態が、正常操作であると判断することができる。また、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの値がゼロでない場合は、ステアリング３の操作状態が、異常操作であると判断することができる。
（３）一方、上記示した左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの値がゼロでない場合であっても、ステアリング角速度ωＳＡＳの絶対値が、右手相対角速度ωｈＲ、左手相対角速度ωｈＬのそれぞれ絶対値以上である場合は、正常操作であると判断することができる。すなわち、本実施形態では、ステアリングに対するスリップ状態を検出して、これに基づいて正常操作、異常操作を判断しているので、例えば、左手相対角速度ωｈＬ又は右手相対角速度ωｈＲの値がゼロでない場合であっても正常操作であると判断することが可能になる。
以上、本発明のいくつかの実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ 車両
３ ステアリング
３ａ ホイール部
５ 操舵センサ
１０ 車両用操作装置
１００ 制御部
１０１ ステアリング角速度ωＳＡＳ算出部
１０２ 右手相対角速度ωｈＲ及び左手相対角速度ωｈＬ算出部
１０３ 判断部
Ｄｉ 検出電極
θＳＡＳ 舵角
θｈＲ 右手把持位置
θｈＬ 左手把持位置
ωＳＡＳ ステアリング角速度
ωｈＲ 右手相対角速度
ωｈＬ 左手相対角速度

Claims (5)

  1. 車両のステアリングホイールに複数設けられ、前記ステアリングホイールの右手及び左手の把持位置を検出する位置検出部と、
    前記ステアリングホイールの操舵角を検出するステアリング角度検出部と、
    前記位置検出部及び前記ステアリング角度検出部の各検出信号に基づいて、ステアリング角度変化量、前記右手の把持位置と前記ステアリングホイールとの相対的な位置変化である右手把持位置変化量、及び前記左手の把持位置と前記ステアリングとの相対的な位置変化である左手把持位置変化量を算出し、前記ステアリング角度変化量、前記右手把持位置変化量、及び前記左手把持位置変化量の組み合わせにより、前記ステアリングホイールの操作状態を段階別に判断する制御部と、を有する車両用操作装置。
  2. 前記制御部は、前記右手把持位置変化量又は前記左手把持位置変化量の少なくともどちらかの値がゼロの場合は、前記ステアリングホイールの操作状態が、正常操作であると判断する、請求項１に記載の車両用操作装置。
  3. 前記制御部は、前記右手把持位置変化量又は前記左手把持位置変化量の値がゼロでない場合は、前記ステアリングホイールの操作状態が、異常操作を含んでいると判断する、請求項１に記載の車両用操作装置。
  4. 前記制御部は、前記ステアリング角度変化量の絶対値が前記右手把持位置変化量、前記左手把持位置変化量の絶対値以上の場合は、正常操作であると判断する、請求項３に記載の車両用操作装置。
  5. 前記制御部は、前記ステアリング角度変化量の絶対値が前記右手把持位置変化量、前記左手把持位置変化量の絶対値より小さい場合は、異常操作であると判断する、請求項３に記載の車両用操作装置。
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