JP6406761B2 - 把持状態検知装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の運転者がステアリングホイールを把持しているか否かを検知する把持状態検知装置に関する。

車両にはトルクセンサやタッチセンサが搭載される。例えば、特許文献１には、車両で自動操舵が行われている最中に、トルクセンサにより検知される操舵トルクが閾値以上である場合に自動操舵をキャンセルする装置が示されている。特許文献２には、運転者がステアリングホイールに接触している位置を検知する装置が示されている。特許文献２に記載される装置は、リム部に沿って複数のタッチセンサ（圧力センサ、容量センサ、電極対等）が設けられる。

特開２００５−０６７３２２号公報 特表２００３−５３５７５７号公報

特許文献２に記載される装置は、運転者がリム部を把持した場合に、ステアリングホイールの把持状態（把持又は非把持）を検知することができる。しかし、この装置では、運転者がスポーク部を把持した場合に、ステアリングホイールの把持状態を検知できない。

タッチセンサの代わりにトルクセンサを使用し、例えば、所定以上の操舵トルクの有無に応じてステアリングホイールの把持状態を検知することも可能である。しかし、トルクセンサは、ステアリングホイール側から入力される操舵トルクだけでなく、路面側から入力される操舵トルクも検知する。このため、トルクセンサのみを用いてステアリングホイールの把持状態を検知すると、誤判定が増える。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、運転者の把持位置に関係なく、高精度にステアリングホイールの把持状態を検知できる把持状態検知装置を提供することを目的とする。

本発明に係る把持状態検知装置は、ステアリングホイールに対する運転者の接触状態を検知するタッチセンサと、操舵トルクを検知するトルクセンサと、前記タッチセンサ及び前記トルクセンサの検知結果に基づいて前記運転者による前記ステアリングホイールの把持状態を検知する把持状態検知部とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、運転者がタッチセンサ形成部位を把持する場合に、少なくともタッチセンサでステアリングホイールに対する運転者の接触を検知することができる。また、運転者がタッチセンサ形成部位以外を把持する場合には、トルクセンサで運転者の操舵入力を検知することができる。したがって、運転者の把持位置に関係なく、高精度にステアリングホイールの把持状態を検知できる。

本発明において、前記把持状態検知部は、前記運転者による前記ステアリングホイールの把持状態に基づいて前記運転者の運転意思を検知し、更に、前記把持状態検知部により前記運転者が運転意思を有さないことが検知された場合に警報信号を出力する警報制御部と、前記警報信号を受信した場合に警報を発する警報機とを備えてもよい。

上記構成によれば、運転者の運転意思をステアリングホイールの把持状態により判定でき、運転者が運転意思を有さないときに警報を発して運転、ここではステアリングホイールの把持を促すことができる。

本発明において、前記把持状態検知部は、前記トルクセンサで検知される前記操舵トルクと所定の基準トルクとのトルク差を求め、前記トルク差が所定トルク差以上である場合に前記ステアリングホイールが把持されていることを検知してもよい。

上記構成によれば、操舵トルクと基準トルクとのトルク差と所定トルク差とを比較することにより、適切に把持の有無を判定することができる。

本発明において、車速を検知する車速センサを備え、前記把持状態検知部は、前記車速センサで検知される前記車速が所定車速未満である場合に、前記トルクセンサで検知される前記操舵トルクと所定の基準トルクとのトルク差を求め、前記トルク差が第１トルク差以上である場合に前記ステアリングホイールが把持されていることを検知し、前記車速センサで検知される前記車速が所定車速以上である場合に、前記トルクセンサで検知される前記操舵トルクと前記基準トルクとの前記トルク差を求め、前記トルク差が前記第１トルク差よりも大きい第２トルク差以上である場合に前記ステアリングホイールが把持されていることを検知してもよい。

上記構成によれば、操舵トルクと基準トルクとのトルク差と比較する値を車速に応じて変更するため、操舵トルクと基準トルクとのトルク差が小さくなる低速で車両が走行していても、適切に把持の有無を判定することができる。

本発明において、車速を検知する車速センサを備え、前記把持状態検知部は、前記車速センサで検知される前記車速が所定車速未満である場合に、前記タッチセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を行う一方で前記トルクセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を停止し、前記車速センサで検知される前記車速が所定車速以上である場合に、前記タッチセンサ及び前記トルクセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を行うようにしてもよい。

自動運転等による操舵介入がある場合、車速が低速のときには運転者による操作がほとんど不要となる。すると、車両が発生させる操舵トルクと運転者がステアリングホイールを操作して発生させる操舵トルクとの間にトルク差がでにくくなるため、トルクセンサ等のトルク検知機器による把持検知の信頼性が低下する。上記構成によれば、トルクセンサ等のトルク検知機器による把持検知の信頼性が低下する低速時にトルク検知機器による把持検知を停止するため、適切に把持の有無を判定することができる。

本発明において、前記タッチセンサは、前記ステアリングホイールのリム部に設けられてもよい。

上記構成によれば、運転者により把持される可能性が高いリム部に対する把持状態をタッチセンサで検知することができる。

本発明において、前記タッチセンサは、前記ステアリングホイールに塗布される導電性の塗料により形成されてもよい。

上記構成によれば、タッチセンサを簡易に形成することができる。

本発明によれば、運転者がタッチセンサ形成部位を把持する場合に、少なくともタッチセンサでステアリングホイールに対する運転者の接触を検知することができる。また、運転者がタッチセンサ形成部位以外を把持する場合には、トルクセンサで運転者の操舵入力を検知することができる。したがって、運転者の把持位置に関係なく、高精度にステアリングホイールの把持状態を検知できる。

図１は本発明に係る把持状態検知装置を搭載する車両の構成図である。 図２は第１実施形態に係る警報処理のフローチャートである。 図３Ａ及び図３Ｂは把持・運転意思判定情報を示す図である。 図４Ａ及び図４Ｂはステアリング操作の周波数と操舵トルクとの相関図である。 図５はハンズオン判定処理のフローチャートである。 図６はトルク判定第１処理のフローチャートである。 図７は第２実施形態に係る警報処理のフローチャートである。 図８はトルク判定第２処理のフローチャートである。

以下、本発明に係る把持状態検知装置について、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。

［１ 第１実施形態］
［１．１ 車両１０］
図１を用いて車両１０の説明をする。車両１０は、走行用の駆動源として内燃機関を搭載する内燃機関自動車、又は、電動モータを搭載する電気自動車、又は、内燃機関及び電動モータを搭載するハイブリッド自動車等である。更に電気自動車は、燃料電池を搭載する燃料電池自動車を含む。

車両１０は、加減速、制動、操舵の操作支援を行う運転支援装置１２と、ステアリングホイール２８に対する運転者の把持状態（把持又は非把持）を検知し、非把持が検知された場合に警報を発する把持状態検知装置４０を有する。

［１．２ 運転支援装置１２］
図１に示すように運転支援装置１２は、支援情報取得部１４と運転支援ＥＣＵ１６と加減速装置１８と制動装置２０と操舵装置２２を有する。

支援情報取得部１４は、運転支援に必要な各種情報を検知する複数の装置を有する。ここには、例えば、各種車両状態を検知する複数のセンサ（後述するタッチセンサ４２、トルクセンサ４６、車速センサ５０等）や、車内外の情報を取得するカメラ及びレーダ（図示せず）や、ＧＰＳのような衛星航法装置（図示せず）等が含まれる。また、ここには、センサ等から入力した信号に基づいてセンサの計測結果を演算する各種ＥＣＵ（後述するタッチセンサＥＣＵ４４、トルクセンサＥＣＵ４８、車速センサＥＣＵ５２等）等も含まれる。

運転支援ＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータ（図示せず）を含む計算機である。マイクロコンピュータは、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器等を備える入出力部と、ＣＰＵを備える演算部と、ＲＯＭやＲＡＭ等を備える記憶部（いずれも図示せず）を有する。演算部は、ＣＰＵが記憶部に記憶される各種プログラムを実行することにより、各種機能実現部として機能する。運転支援ＥＣＵ１６は１つのＥＣＵで構成されてもよいし、複数のＥＣＵで構成されてもよい。運転支援ＥＣＵ１６は、支援情報取得部１４から各種情報を取得し、実行中の運転支援機能にしたがって運転支援量を演算する。そして、加減速装置１８の駆動ＥＣＵ、制動装置２０の制動ＥＣＵ、操舵装置２２の操舵ＥＣＵ２４に対して演算結果に応じた制御信号を出力する。

加減速装置１８は、駆動ＥＣＵ等を含む駆動制御機器と走行用の駆動源（いずれも図示せず）を有する。駆動制御機器は、アクセルペダル（図示せず）の操作量又は運転支援ＥＣＵ１６で演算される運転支援量に応じて駆動源の動作量を増加又は減少させる。

制動装置２０は、制動ＥＣＵを含むブレーキ制御機器とブレーキ（いずれも図示せず）を有する。ブレーキ制御機器は、ブレーキペダル（図示せず）の操作量又は運転支援ＥＣＵ１６で演算される運転支援量に応じてブレーキの動作量を制御する。

操舵装置２２は、操舵ＥＣＵ２４を含む電動パワーステアリング機器（電動モータ２６、ステアリングホイール２８、ステアリングシャフト３０等）と操舵輪３２を有する。電動パワーステアリング機器は、ステアリングホイール２８の操作量又は運転支援ＥＣＵ１６で演算される運転支援量に応じて操舵輪３２の操舵角を制御する。

［１．３ 把持状態検知装置４０］
図１に示すように把持状態検知装置４０は、タッチセンサ４２とタッチセンサＥＣＵ４４とトルクセンサ４６とトルクセンサＥＣＵ４８と車速センサ５０と車速センサＥＣＵ５２と警報ＥＣＵ５４と警報機５６を有する。このうち、タッチセンサ４２とタッチセンサＥＣＵ４４とトルクセンサ４６とトルクセンサＥＣＵ４８と車速センサ５０と車速センサＥＣＵ５２は、上述した支援情報取得部１４に含まれる。

タッチセンサ４２は、ステアリングホイール２８のリム部２８ａに対する運転者の接触状態を検知し、接触状態に応じた接触信号を出力する。タッチセンサ４２は、例えば、リム部２８ａの表層に導電性の塗料が塗布されることにより形成される。導電性の塗料の他に、リム部２８ａの表層に圧力センサが設けられてもよい。なお、本明細書では、運転者がステアリングホイール２８（タッチセンサ４２）に触れている状態を「ハンズオン」といい、触れていない状態を「ハンズオフ」という。タッチセンサＥＣＵ４４は、運転支援ＥＣＵ１６と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。タッチセンサＥＣＵ４４は、タッチセンサ４２から出力される接触信号に基づいて、タッチセンサ４２に対する運転者の接触の有無を検知し、検知情報を出力する。本明細書では、タッチセンサ４２及びタッチセンサＥＣＵ４４を「ハンズオン検知機器」という。

トルクセンサ４６は、ステアリングシャフト３０に働く操舵トルクＴｒを検知し、操舵トルクＴｒに応じたトルク信号を出力する。トルクセンサＥＣＵ４８は、運転支援ＥＣＵ１６と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。トルクセンサＥＣＵ４８は、トルクセンサ４６から出力されるトルク信号に基づいて、ステアリングシャフト３０に働く操舵トルクＴｒを検知し、検知情報を出力する。本明細書では、トルクセンサ４６及びトルクセンサＥＣＵ４８を「トルク検知機器」という。

車速センサ５０は、車両１０の車速Ｖを検知し、車速Ｖに応じた車速信号を出力する。車速センサＥＣＵ５２は、運転支援ＥＣＵ１６と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。車速センサＥＣＵ５２は、車速センサ５０から出力される車速信号に基づいて、車両１０の走行速度を検知し、検知情報を出力する。

警報ＥＣＵ５４は、運転支援ＥＣＵ１６と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。マイクロコンピュータは、Ａ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器等を備える入出力部６２と、ＣＰＵを備える演算部６４と、ＲＯＭやＲＡＭ等を備える記憶部６６を有する。演算部６４は、ＣＰＵが記憶部６６に記憶される各種プログラムを実行することにより、把持状態検知部６８及び警報制御部７０として機能する。警報ＥＣＵ５４は１つのＥＣＵで構成されてもよいし、複数のＥＣＵで構成されてもよい。

把持状態検知部６８は、タッチセンサＥＣＵ４４及びトルクセンサＥＣＵ４８から出力される各検知情報に基づいて、ステアリングホイール２８に対する運転者の把持状態（把持又は非把持）を検知する。また、把持状態に基づいて運転者の運転意思（運転意思あり又はなし）を判定する。警報制御部７０は、把持状態検知部６８の検知結果に基づいて、警報信号又は警報停止信号を出力する。

警報機５６は、運転者に対して手放し警報を発する報知機器である。本実施形態では、警報機５６として、メータに設けられるマルチインフォメーションディスプレイを使用する。警報機５６は、警報ＥＣＵ５４から出力される警報信号を受信した場合に警報マーク７２を表示し、警報ＥＣＵ５４から出力される警報停止信号を受信した場合に警報マーク７２を非表示する。

なお、警報機５６としては、警報音を発する音響機器を用いることも可能である。また、操舵装置２２の電動モータ２６を作動させてステアリングホイール２８を振動させてもよい。同様にシートベルトやアクセルペダル等を振動させてもよい。

［１．４ 警報処理］
図２を用いて車両１０（運転支援装置１２及び把持状態検知装置４０）で行われる警報処理について説明する。以下で説明する一連の処理は定期的に行われる。また、タッチセンサ４２は定期的に接触信号を出力し、トルクセンサ４６は定期的にトルク信号を出力し、車速センサ５０は定期的に車速信号を出力する。

ステップＳ１において、把持状態検知部６８は、運転支援ＥＣＵ１６が操舵に関わる運転支援を行っているか否かを判定する。操舵に関わる運転支援としては、例えば、車両１０が走行車線の略中央を走行するようにステアリング操作を支援する車線維持支援がある。また、車両１０が走行車線を逸脱しそうな場合にステアリング振動で注意を促し、逸脱回避操作がない場合にはステアリング操作に介入して走行車線内への復帰を支援する路外逸脱抑制支援がある。また、渋滞時（低速走行時）に、設定車速又は前方車両との適正な車間距離を維持しつつ、車線維持支援を行う渋滞運転支援等がある。運転支援ＥＣＵ１６が運転支援を行っている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、運転支援ＥＣＵ１６が運転支援を行っていない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、以降の処理は行われない。

ステップＳ１からステップＳ２に移行した場合、運転支援ＥＣＵ１６は、警報ＥＣＵ５４が正常に動作しているか否かを判定する。正常動作の判定に関しては後述する（［１．７］参照）。警報ＥＣＵ５４が正常に動作している場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に移行する。一方、警報ＥＣＵ５４が正常に動作していない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理はステップＳ１２に移行する。

ステップＳ２からステップＳ３に移行した場合、把持状態検知部６８は、ハンズオン検知機器及びトルク検知機器が正常に動作しているか否かを判定する。正常動作の判定に関しては後述する（下記［１．７］参照）。ハンズオン検知機器及びトルク検知機器が正常に動作している場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４に移行する。一方、ハンズオン検知機器及びトルク検知機器の少なくとも一方が正常に動作していない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ９に移行する。

ステップＳ３からステップＳ４に移行した場合、ハンズオン判定処理が行われる。ハンズオン判定処理の詳細は後述する（下記［１．５］参照）。ハンズオン判定処理において、ハンズオンが検知された場合には第１フラグＦＬＧ１は１（把持）にされ、ハンズオフが検知された場合には第１フラグＦＬＧ１は０（非把持）にされる。

ステップＳ５において、トルク判定第１処理が行われる。トルク判定第１処理の詳細は後述する（下記［１．６］参照）。トルク判定第１処理において、操舵入力が検知された場合には第２フラグＦＬＧ２は１（把持）にされ、操舵入力が検知されない場合には第２フラグＦＬＧ２は０（非把持）にされる。

ステップＳ６において、把持状態検知部６８は、把持状態の検知結果、すなわちハンズオン判定処理の結果とトルク判定第１処理の結果に基づいて、ステアリングホイール２８に対する運転者の把持状態を判定する。例えば、次のような処理を行う。

記憶部６６には、図３Ａに示すような把持・運転意思判定情報８０が予め記憶されている。把持・運転意思判定情報８０は、ハンズオン判定処理の結果（第１フラグＦＬＧ１）及びトルク判定第１処理の結果（第２フラグＦＬＧ２）と、各結果から判定される把持状態と運転意思とを対応付けた情報である。把持状態検知部６８は、把持・運転意思判定情報８０に基づいて、ステアリングホイール２８に対する運転者の把持状態と運転意思を検知する。具体的には、第１フラグＦＬＧ１と第２フラグＦＬＧ２が共に０（非把持）である場合に、非把持で運転意思がないことを検知する（ステップＳ６：非把持）。この場合、処理はステップＳ７に移行する。一方、第１フラグＦＬＧ１と第２フラグＦＬＧ２の少なくとも１つが１（把持）である場合に、把持で運転意思があることを検知する（ステップＳ６：把持）。この場合、処理はステップＳ８に移行する。

ステップＳ６からステップＳ７に移行した場合、警報制御部７０は、運転者にステアリングホイール２８の把持を促すために、警報信号を出力する。警報機５６は、警報信号を受信した場合に警報マーク７２を表示する。

ステップＳ６からステップＳ８に移行した場合、警報制御部７０は、警報停止信号を出力する。警報機５６は、警報停止信号を受信した場合に警報マーク７２を非表示する。

ステップＳ３からステップＳ９に移行した場合、把持状態検知部６８は、トルク検知機器が正常に動作しているか否かを判定する。正常動作の判定に関しては後述する（下記［１．７］参照）。トルク検知機器が正常に動作している場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０に移行する。一方、トルク検知機器が正常に動作していない場合（ステップＳ９：ＮＯ）、処理はステップＳ１２に移行する。

ステップＳ９からステップＳ１０に移行した場合、ステップＳ５と同様にトルク判定第１処理が行われる。ステップＳ１１において、把持状態検知部６８は、車速Ｖと車速閾値Ｖ＿ｔｈとを比較する。ステップＳ１１に関して図４を用いて説明する。

操舵装置２２には、運転者の操舵操作の他に、様々な振動要因（駆動源や路面の凹凸等）による振動成分が入力される。振動成分を周波数ｆとし、その周波数ｆと操舵トルクＴｒとの関係を示すと図４Ａ、図４Ｂのようになる。振動成分のうち、運転者の操舵操作に起因する周波数ｆは数［Ｈｚ］程度であり、駆動源の振動や路面の凹凸等に起因する周波数ｆは数十［Ｈｚ］である。図４Ａに示す周波数ｆ１〜ｆ２は、運転者の操舵操作の周波数帯であり、概ね０．３〜２［Ｈｚ］程度である。

車両１０が中速以上で走行するときには、図４Ａに示すように、運転者が手放しをしていない場合の周波数特性Ａと手放しをしている場合の周波数特性Ｂとの間には、ある程度のトルク差Ｔｒｄが生じる。このため、下記［１．６］で説明するように、このトルク差Ｔｒｄと所定のトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈとを比較することにより、運転者が操舵入力しているか否か、すなわちステアリングホイール２８を把持しているか否かを判別できる。一方、車両１０が低速で走行するときには、図４Ｂに示すように、周波数特性Ａ´と周波数特性Ｂとの間のトルク差Ｔｒｄは小さくなる傾向にある。このため、トルク差Ｔｒｄと所定のトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈとの大小関係を比較して把持検知する方法の信頼性が低くなる。

このような理由により、ステップＳ１１では、車速Ｖに応じて以降に実施する処理を変えている。車速Ｖが低速である場合、すなわち記憶部６６に記憶される車速閾値Ｖ＿ｔｈ未満である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２に移行する。車速Ｖが中速以上である場合、すなわち記憶部６６に記憶される車速閾値Ｖ＿ｔｈ以上である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、処理はステップＳ６に移行する。

ステップＳ１１からステップＳ６に移行した場合、把持状態検知部６８は、把持状態の検知結果、すなわちトルク判定第１処理の結果に基づいて、ステアリングホイール２８に対する運転者の把持状態を判定する。例えば、次のような処理を行う。

記憶部６６には、図３Ｂに示すような把持・運転意思判定情報８２が予め記憶されている。把持・運転意思判定情報８２は、トルク判定第１処理の結果（第２フラグＦＬＧ２）と、その結果から判定される把持状態と運転意思とを対応付けた情報である。把持状態検知部６８は、把持・運転意思判定情報８２に基づいて、ステアリングホイール２８に対する運転者の把持状態と運転意思を検知する。具体的には、第２フラグＦＬＧ２が０（非把持）である場合に、非把持で運転意思がないことを検知する（ステップＳ６：非把持）。この場合、処理はステップＳ７に移行する。一方、第２フラグＦＬＧ２が１（把持）である場合に、把持で運転意思があることを検知する（ステップＳ６：把持）。この場合、処理はステップＳ８に移行する。

ステップＳ２又はステップＳ１１からステップＳ１２に移行した場合、警報ＥＣＵ５４から運転支援ＥＣＵ１６に運転支援停止指示が出力される。このとき、運転支援ＥＣＵ１６は、実行中の運転支援を停止する。

［１．５ ハンズオン判定処理］
図５を用いてハンズオン判定処理について説明する。ステップ２１において、把持状態検知部６８は、タッチセンサＥＣＵ４４から送信される検知情報に基づいて、ステアリングホイール２８に対する運転者の接触状態を判定する。接触、すなわちハンズオンを検知する場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２２に移行する。一方、非接触、すなわちハンズオフを検知する場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、処理はステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２１からステップＳ２２に移行した場合、把持状態検知部６８は、第１フラグＦＬＧ１を１（把持）にする。ステップＳ２１からステップＳ２３に移行した場合、把持状態検知部６８は、第１フラグＦＬＧ１を０（非把持）にする。

［１．６ トルク判定第１処理］
図６を用いてトルク判定第１処理について説明する。ステップ３１において、把持状態検知部６８は、トルクセンサＥＣＵ４８から送信される検知情報、ここでは操舵トルクＴｒから所定の基準トルクＴｒ＿ｓを減算してトルク差Ｔｒｄを求める。基準トルクＴｒ＿ｓというのは、ステアリングホイール２８に対する操舵入力がない場合にステアリングシャフト３０に生じるトルクの目安となる値であり、予め記憶部６６に記憶される。

ステップＳ３２において、把持状態検知部６８は、トルク差Ｔｒｄと予め記憶部６６に記憶されるトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈとを比較することにより、ステアリングホイール２８に対する運転者の操舵状態（操舵入力あり又はなし）を判定する。トルク差Ｔｒｄがトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ以上である場合、すなわち操舵入力がある場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３３に移行する。一方、トルク差Ｔｒｄがトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ未満である場合、すなわち操舵入力がない場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、処理はステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３２からステップＳ３３に移行した場合、把持状態検知部６８は、第２フラグＦＬＧ２を１（把持）にする。ステップＳ３２からステップＳ３４に移行した場合、把持状態検知部６８は、第２フラグＦＬＧ２を０（非把持）にする。

［１．７ 正常動作判定］
［１．７．１ 警報ＥＣＵ５４の処理］
警報ＥＣＵ５４で行われる正常動作の判定について、ハンズオン検知機器の正常判定を例にして説明する。タッチセンサ４２は、タッチセンサＥＣＵ４４に対して、接触信号を定期的に送信し、タッチセンサＥＣＵ４４は、警報ＥＣＵ５４に対して、検知情報を定期的に送信する。タッチセンサＥＣＵ４４は、検知情報を送信する際に検知情報に符号を付加し、更に符号を周期的に変更する。

例えば、タッチセンサＥＣＵ４４は、時点ｎにおいて、タッチセンサ４２から送信される接触信号が示す情報Ｘに符号ａを付加した検知情報Ｘａを送信する。次に時点ｎ＋１において、情報Ｘに符号ｂを付加した検知情報Ｘｂを送信する。次に時点ｎ＋２において、情報Ｘに符号ｃを付加した検知情報Ｘｃを送信する。次に時点ｎ＋３において、情報Ｘに符号ａを付加した検知情報Ｘａを送信する。以降、情報Ｘに符号ｂ、ｃ、ａを順次変更し付加して、検知情報Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃを順次送信する。

タッチセンサ４２に異常が発生した場合は、タッチセンサ４２の接触信号が示す情報Ｘ自体が異常となる。警報ＥＣＵ５４は、情報Ｘが異常であることを検知することにより、タッチセンサ４２に異常が発生したことを検知する。一方、タッチセンサＥＣＵ４４に異常が発生した場合は、同一符号の検知情報（例えば検知情報Ｘａ）が繰り返し送信される。警報ＥＣＵ５４は、同一符号の検知情報を繰り返し受信することにより、タッチセンサＥＣＵ４４に異常が発生したことを検知する。

［１．７．２ 運転支援ＥＣＵ１６の処理］
運転支援ＥＣＵ１６で行われる正常動作の判定について、ハンズオン検知機器の正常判定を例にして説明する。警報ＥＣＵ５４は、運転支援ＥＣＵ１６に対して、タッチセンサＥＣＵ４４から送信された検知情報を定期的に送信する。警報ＥＣＵ５４は、タッチセンサＥＣＵ４４と同様に、検知情報を送信する際に検知情報に符号を付加し、更に符号を周期的に変更する。

例えば、警報ＥＣＵ５４は、時点ｍにおいて、タッチセンサＥＣＵ４４から送信される検知情報Ｘａに符号ｄを付加した検知情報Ｘａｄを送信する。次に時点ｍ＋１において、検知情報Ｘｂに符号ｅを付加した検知情報Ｘｂｅを送信する。次に時点ｍ＋２において、検知情報Ｘｃに符号ｆを付加した検知情報Ｘｃｆを送信する。次に時点ｍ＋３において、検知情報Ｘａに符号ｄを付加した検知情報Ｘａｄを送信する。以降、検知情報Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃに符号ｅ、ｆ、ｄを順次変更し付加して、検知情報Ｘａｄ、Ｘｂｅ、Ｘｃｆを順次送信する。

運転支援ＥＣＵ１６は、情報Ｘが異常であることを検知することにより、タッチセンサ４２に異常が発生したことを検知する。運転支援ＥＣＵ１６は、タッチセンサＥＣＵ４４が付加する同一符号の検知情報を繰り返し受信することにより、タッチセンサＥＣＵ４４に異常が発生したことを検知する。また、警報ＥＣＵ５４が付加する同一符号の検知情報を繰り返し受信することにより、警報ＥＣＵ５４に異常が発生したことを検知する。

なお、警報ＥＣＵ５４及び運転支援ＥＣＵ１６は、トルク検知機器についても、ハンズオン検知機器と同じような正常動作判定を行う。但し、トルクセンサＥＣＵ４８は、タッチセンサＥＣＵ４４が検知情報に付加する符号と相違する符号を検知情報に付加する。また、警報ＥＣＵ５４は、タッチセンサＥＣＵ４４から送信される検知情報に付加する符号と、トルクセンサＥＣＵ４８から送信される検知情報に付加する符号とを相違させる。

［１．８ 第１実施形態のまとめ］
把持状態検知装置４０は、ステアリングホイール２８に対する運転者の接触状態を検知するタッチセンサ４２と、操舵トルクＴｒを検知するトルクセンサ４６と、タッチセンサ４２及びトルクセンサ４６の検知結果に基づいて運転者によるステアリングホイール２８の把持状態を検知する把持状態検知部６８とを備える。

この構成によれば、運転者がタッチセンサ形成部位であるリム部２８ａを把持する場合に、少なくともタッチセンサ４２でステアリングホイール２８に対する運転者の接触を検知することができる。また、運転者がリム部２８ａ以外、例えばスポーク部２８ｂを把持する場合には、トルクセンサ４６で運転者の操舵入力を検知することができる。したがって、運転者の把持位置に関係なく、高精度にステアリングホイール２８の把持状態を検知できる。

把持状態検知部６８は、運転者によるステアリングホイール２８の把持状態に基づいて運転者の運転意思を検知する。把持状態検知装置４０は、把持状態検知部６８により運転者が運転意思を有さないことが検知された場合に警報信号を出力する警報制御部７０と、警報信号を受信した場合に警報を発する警報機５６とを備える。

この構成によれば、運転者の運転意思をステアリングホイール２８の把持状態により判定でき、運転者が運転意思を有さないときに警報を発して運転、ここではステアリングホイール２８の把持を促すことができる。

把持状態検知部６８は、トルクセンサ４６で検知される操舵トルクＴｒと所定の基準トルクＴｒ＿ｓとのトルク差Ｔｒｄを求め、トルク差Ｔｒｄが所定のトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ以上である場合にステアリングホイール２８が把持されていることを検知する。

この構成によれば、操舵トルクＴｒと基準トルクＴｒ＿ｓとのトルク差Ｔｒｄと所定のトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈとを比較することにより、適切に把持の有無を判定することができる。

［２ 第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態で行われる一部の処理を変更したものであり、装置構成自体は図１に示す構成を使用できる。第２実施形態に係る車両１０´は把持状態検知装置４０´を有し、把持状態検知装置４０´は警報ＥＣＵ５４´を有する。警報ＥＣＵ５４´は演算部６４´を有し、演算部６４´は記憶部６６´に記憶されるプログラムを実行することにより把持状態検知部６８´及び警報制御部７０として機能する。

［２．１ 把持状態検知装置４０´の警報処理］
図７を用いて第２実施形態に係る把持状態検知装置４０´が行う警報処理について説明する。なお、第２実施形態に係る把持状態検知装置４０´が行う処理の多くは、第１実施形態に係る把持状態検知装置４０が行う処理と共通する。このため、共通する処理についてはその説明を省略する。具体的には、図７に示すステップＳ４１〜ステップＳ４９及びステップＳ５１の処理は、図２に示すステップＳ１〜ステップＳ９及びステップＳ１２の処理と共通する。但し、共通する各処理の説明においては、「車両１０、把持状態検知装置４０、警報ＥＣＵ５４、記憶部６６、把持状態検知部６８」を「車両１０´、把持状態検知装置４０´、警報ＥＣＵ５４´、記憶部６６´、把持状態検知部６８´」に読み換えるものとする。

第２実施形態の特徴的な部分は、ステップＳ５０のトルク判定第２処理にある。トルク判定第２処理において、操舵入力が検知された場合には第２フラグＦＬＧ２は１（把持）にされ、操舵入力が検知されない場合には第２フラグＦＬＧ２は０（非把持）にされる。ステップＳ５０が終了すると、処理は一律にステップＳ４６に移行する。

［２．２ トルク判定第２処理］
図８を用いてトルク判定第２処理について説明する。ステップＳ６１において、把持状態検知部６８´は、車速Ｖと車速閾値Ｖ＿ｔｈとを比較する。図４Ａ、図４Ｂを用いて説明したように、車両１０が低速で走行するとき、トルク差Ｔｒｄと所定のトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈとの大小関係を比較して把持検知する方法の信頼性が低くなる。このため、第１実施形態では信頼性が低下する低速時には運転支援自体を停止している（図２のステップＳ１２）。これに対して、第２実施形態では信頼性の低下を補完するための処理を行う。

車速Ｖが低速である場合、すなわち記憶部６６´に記憶される車速閾値Ｖ＿ｔｈ未満である場合（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６２に移行する。車速Ｖが中速以上である場合、すなわち記憶部６６´に記憶される車速閾値Ｖ＿ｔｈ以上である場合（ステップＳ６１：ＮＯ）、処理はステップＳ６３に移行する。

ステップＳ６１からステップＳ６２に移行した場合、把持状態検知部６８´は、トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈに第１トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ１（＜第２トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ２）を設定する。一方、ステップＳ６１からステップＳ６３に移行した場合、把持状態検知部６８´は、トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈに第２トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ２（＞第１トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ１）を設定する。第１トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ１及び第２トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ２は、記憶部６６´に予め記憶されている。このように、車速Ｖが低速（Ｖ＜Ｖ＿ｔｈ）である場合には、トルク判定で使用するトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈを小さくすることにより、図４Ｂに示すように周波数特性Ａ´と周波数特性Ｂとのトルク差Ｔｒｄが小さくても、操舵入力の有無を判定できるようにする。なお、ここでは低速と中速以上とでトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈを変えているが、３以上の車速域を設定し、それぞれの車速域毎に異なるトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈを設定してもよい。

ステップＳ６４〜ステップＳ６７の処理は、図６に示すステップ３１〜ステップＳ３４の処理と共通するので、ここではその説明を省略する。

［２．３ 第２実施形態のまとめ］
把持状態検知装置４０´は、車速Ｖを検知する車速センサ５０を備える。把持状態検知部６８´は、車速センサ５０で検知される車速Ｖが車速閾値Ｖ＿ｔｈ（所定車速）未満である場合に、トルクセンサ４６で検知される操舵トルクＴｒと所定の基準トルクＴｒ＿ｓとのトルク差Ｔｒｄを求める。そして、トルク差Ｔｒｄが第１トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ１（第１トルク差）以上である場合にステアリングホイール２８が把持されていることを検知する。また、車速センサ５０で検知される車速Ｖが車速閾値Ｖ＿ｔｈ以上である場合に、トルクセンサ４６で検知される操舵トルクＴｒと基準トルクＴｒ＿ｓとのトルク差Ｔｒｄを求める。そして、トルク差Ｔｒｄが第１トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ１よりも大きい第２トルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈ２（第２トルク差）以上である場合にステアリングホイール２８が把持されていることを検知する。

この構成によれば、操舵トルクＴｒと基準トルクＴｒ＿ｓとのトルク差Ｔｒｄと比較するトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈを車速Ｖに応じて変更するため、操舵トルクＴｒと基準トルクＴｒ＿ｓとのトルク差Ｔｒｄが小さくなる低速（Ｖ＜Ｖ＿ｔｈ）で車両１０´が走行していても、適切に把持の有無を判定することができる。

［３ 変形例］
図４Ａ、図４Ｂを用いて説明したように、車両１０が低速で走行するとき、トルク差Ｔｒｄと所定のトルク差閾値Ｔｒｄ＿ｔｈとの大小関係を比較して把持検知する方法、すなわちトルク検知機器による把持検知の信頼性が低くなる。そこで、低速時に、トルク検知機器による把持検知を停止してもよい。例えば、車速Ｖを検知し、車速Ｖが車速閾値Ｖ＿ｔｈ未満である場合に、ハンズオン検知機器による把持検知を行う一方で、トルク検知機器による把持検知を停止してもよい。

自動運転等による操舵介入がある場合、車速Ｖが低速のときには運転者による操作がほとんど不要となる。すると、車両１０´が発生させる操舵トルクＴｒと運転者がステアリングホイール２８を操作して発生させる操舵トルクＴｒとの間にトルク差Ｔｒｄがでにくくなるため、トルクセンサ４６等のトルク検知機器による把持検知の信頼性が低下する。この構成によれば、トルクセンサ４６等のトルク検知機器による把持検知の信頼性が低下する低速時にトルク検知機器による把持検知を停止するため、適切に把持の有無を判定することができる。

なお、本発明に係る把持状態検知装置４０は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１０´…車両 １２…運転支援装置
１６…運転支援ＥＣＵ ２８…ステアリングホイール
４０、４０´…把持状態検知装置 ４２…タッチセンサ
４４…タッチセンサＥＣＵ ４６…トルクセンサ
４８…トルクセンサＥＣＵ ５４、５４´…警報ＥＣＵ
５６…警報機 ６８、６８´…把持状態検知部
７０…警報制御部

Claims (5)

1. ステアリングホイールに対する運転者の接触状態を検知するタッチセンサと、
   操舵トルクを検知するトルクセンサと、
   前記タッチセンサ及び前記トルクセンサの検知結果に基づいて前記運転者による前記ステアリングホイールの把持状態を検知する把持状態検知部と、
   車速を検知する車速センサと、を備え、
   前記把持状態検知部は、
   前記車速センサで検知される前記車速が所定車速未満である場合に、前記タッチセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を行う一方で前記トルクセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を停止し、
   前記車速センサで検知される前記車速が所定車速以上である場合に、前記タッチセンサ及び前記トルクセンサの検知結果に基づく把持状態の検知を行う
   ことを特徴とする把持状態検知装置。
2. 請求項１に記載の把持状態検知装置において、
   前記把持状態検知部は、前記運転者による前記ステアリングホイールの把持状態に基づいて前記運転者の運転意思を検知し、
   更に、前記把持状態検知部により前記運転者が運転意思を有さないことが検知された場合に警報信号を出力する警報制御部と、
   前記警報信号を受信した場合に警報を発する警報機とを備える
   ことを特徴とする把持状態検知装置。
3. 請求項１又は２に記載の把持状態検知装置において、
   前記把持状態検知部は、
   前記トルクセンサで検知される前記操舵トルクと所定の基準トルクとのトルク差を求め、前記トルク差が所定トルク差以上である場合に前記ステアリングホイールが把持されていることを検知する
   ことを特徴とする把持状態検知装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の把持状態検知装置において、
   前記タッチセンサは、前記ステアリングホイールのリム部に設けられる
   ことを特徴とする把持状態検知装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の把持状態検知装置において、
   前記タッチセンサは、前記ステアリングホイールに塗布される導電性の塗料により形成される
   ことを特徴とする把持状態検知装置。

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