CN110696910A - 接触状态检测装置、接触状态检测方法以及程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供接触状态检测装置、接触状态检测方法以及程序。检测与车辆用转向操纵装置的方向盘的接触状态的接触状态检测装置具备：转矩传感器，检测在转向轴产生的转矩；旋转角传感器，检测方向盘的旋转量；接触传感器，检测与方向盘有无接触；以及判定部，基于转矩传感器、旋转角传感器以及接触传感器的检测结果，判定对于方向盘是非放手状态还是放手状态。

Description

接触状态检测装置、接触状态检测方法以及程序

相关申请的交叉引用

本申请主张于2018年7月10日提出的日本专利申请2018-130527号的优先权，并在此引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及针对转向操纵部件的接触状态检测装置、接触状态检测方法以及程序。

背景技术

近年来，为了控制车辆，正在研究检测驾驶员与方向盘等转向操纵部件的接触状态的技术。例如，日本特开2018-1907号公报公开了一种把持状态检测装置，该把持状态检测装置基于由触摸传感器检测到的针对方向盘的接触的检测结果、以及由转矩传感器检测到的转向操纵转矩的检测结果，与驾驶员的把持位置无关地检测驾驶员对方向盘的把持状态。把持状态检测装置通过触摸传感器检测针对方向盘的触摸传感器的形成部位的驾驶员的把持。把持状态检测装置通过利用转矩传感器检测转向操纵输入，来检测针对方向盘的触摸传感器的形成部位以外的驾驶员的把持。

日本特开2018-1907号公报的把持状态检测装置通过分别使用触摸传感器所进行的接触的检测、以及转矩传感器所进行的转向操纵输入的检测，来检测驾驶员的把持。例如，触摸传感器存在检测驾驶员的手以外的接触的情况。转矩传感器通常通过检测转向轴的扭杆的扭转量，来检测转向操纵转矩。因此，转矩传感器存在驾驶员未把持方向盘的状态下，也将扭杆的剩余转矩检测为转向操纵转矩的情况。因此，日本特开2018-1907号公报的把持状态检测装置存在发生误检测的可能性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种提高与转向操纵部件的接触状态的检测精度的接触状态检测装置、接触状态检测方法以及程序。

检测与车辆用转向操纵装置的转向操纵部件的接触状态的本发明的一个方式所涉及的接触状态检测装置的构成上的特征在于，具备：转矩检测部，检测在上述转向操纵部件产生的转矩；旋转量检测部，检测上述转向操纵部件的旋转量；接触检测部，检测与上述转向操纵部件有无接触；以及判定部，基于上述转矩检测部、上述旋转量检测部以及上述接触检测部的检测结果，判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明前述的和其它的特点和优点得以进一步明确。其中，附图标记表示本发明的要素，其中，

图1是表示具备实施方式1所涉及的接触状态检测装置的车辆用转向操纵装置的结构的一个例子的示意图。

图2是表示实施方式1所涉及的接触状态检测装置的功能性结构的一个例子的框图。

图3是表示实施方式1所涉及的接触状态检测装置的接触状态的检测动作的一个例子的流程图。

图4是表示实施方式2所涉及的接触状态检测装置的功能性结构的一个例子的框图。

图5是表示实施方式2所涉及的接触状态检测装置的各构成要素的处理的流程的一个例子的框图。

图6是表示实施方式2所涉及的接触状态检测装置的接触状态的检测动作的一个例子的流程图。

图7是表示实施方式3所涉及的接触状态检测装置的功能性结构的一个例子的框图。

图8是表示实施方式3所涉及的接触状态检测装置的接触状态的检测动作的一部分的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式所涉及的接触状态检测装置等进行说明。此外，以下说明的实施方式表示概括性或者具体的例子。在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤(工序)、以及步骤的顺序等是一个例子，并不意在限定本发明。对于以下的实施方式中的构成要素中的表示最上位概念的独立技术方案中未记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。各图是示意图，未必严格图示。进一步，在各图中，存在对于实质相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略或者简化重复的说明的情况。

对本发明的实施方式1所涉及的接触状态检测装置100以及具备接触状态检测装置100的车辆用转向操纵装置1的结构进行说明。在本实施方式中，作为接触状态检测装置100设置于安装于车辆的车辆用转向操纵装置1来进行说明。车辆的例子是汽车、卡车、公共汽车、二轮车、输送车、铁道、工程机械、农业机械以及装卸机械。在本实施方式中，车辆为汽车，汽车可以是具备发动机的汽车、具备发动机以及马达的混合动力汽车、以及不具备发动机而具备马达的电动汽车的任意一种。

图1是具备实施方式1所涉及的接触状态检测装置100的车辆用转向操纵装置1的结构的一个例子的示意图。如图1所示，车辆用转向操纵装置1是安装于车辆A，并通过马达的旋转驱动力对转向操纵进行转矩辅助的转向装置。车辆用转向操纵装置1具备转向操纵机构2、转向机构3、以及辅助机构4。转向操纵机构2被车辆A的驾驶员操作。转向机构3根据由驾驶员进行的对转向操纵机构2的输入使转向轮60转向。辅助机构4辅助驾驶员的转向操纵。转向轮60是车辆A的转向用的车轮。

转向操纵机构2具备与方向盘11连接的转向轴5。在本实施方式的情况下，转向轴5由柱轴5a、中间轴5b以及小齿轮轴5c构成。柱轴5a、中间轴5b以及小齿轮轴5c经由万向节依次连结，使得它们能够在彼此的端部以弯曲的状态旋转。柱轴5a与方向盘11连接。小齿轮轴5c与后述的转向机构3的齿条轴6连接。在这里，方向盘11以及转向轴5是转向操纵部件的一个例子。

转向机构3具备与转向轮60连接的齿条轴6、以及齿条小齿轮装置7。齿条小齿轮装置7将小齿轮轴5c的旋转转换为齿条轴6的往复运动。转向机构3将从小齿轮轴5c传递的旋转驱动力转换为齿条轴6的直线驱动力并传递至转向轮60，使转向轮60向转向方向旋转。

辅助机构4具备马达8以及减速器9。马达8将转向操纵的辅助力赋予给转向轴5。减速器9将马达8的旋转驱动力传递至转向轴5。马达8通过后述的ECU(电子控制单元：Electronic Control Unit)50的控制而动作。减速器9是与马达8连接，对转向轴5赋予用于将马达8作为驱动源来辅助转向操纵的辅助力的装置。减速器9使马达8的旋转速度减速并且使旋转驱动力增强并传递至转向轴5。马达8的例子是电动马达。减速器9的例子是蜗轮减速器。蜗轮减速器具有被马达8旋转驱动的蜗杆轴9a、和与转向轴5一体旋转的蜗轮9b。蜗杆轴9a是在外周面具有螺旋状的齿的螺纹状的齿轮。蜗轮9b是在外周具有多个齿的圆板状的齿轮。小径的蜗杆轴9a的齿与大径的蜗轮9b的齿啮合。

在本实施方式的情况下，减速器9与小齿轮轴5c连接。然而，减速器9可以与柱轴5a或者中间轴5b连接，也可以与齿条轴6连接。

柱轴5a包含输入轴部5aa、输出轴部5ab、以及扭杆部5ac。输入轴部5aa与方向盘11连接，驾驶员的转向操纵力被从方向盘11输入。输出轴部5ab与中间轴5b连接，将被从方向盘11输入的驾驶员的转向操纵力传递至中间轴5b。扭杆部5ac配置在输入轴部5aa与输出轴部5ab之间，将输入至输入轴部5aa的转向操纵力传递至输出轴部5ab。扭杆部5ac构成为以轴心为中心的扭转方向的刚性比输入轴部5aa以及输出轴部5ab低。扭杆部5ac的构成材料的例子是弹簧钢。若转向操纵力被输入至输入轴部5aa，则扭杆部5ac以轴心为中心扭转并且将转向操纵力传递至输出轴部5ab。

车辆用转向操纵装置1具备转矩传感器21，该转矩传感器21用于检测由驾驶员经由方向盘11对转向轴5施加的转向操纵转矩。转矩传感器21配置于扭杆部5ac，通过检测扭杆部5ac的扭转量，换句话说输入轴部5aa以及输出轴部5ab的相对旋转角，来检测转矩。转矩传感器21所检测的转矩相当于驾驶员为了进行转向操纵而对方向盘11施加的转向操纵转矩。转矩传感器21将检测信号发送至ECU50。在这里，转矩传感器21是转矩检测部的一个例子。

进一步，车辆用转向操纵装置1具备检测输入轴部5aa的旋转角度的旋转角传感器22。旋转角传感器22配置于输入轴部5aa，检测绕输入轴部5aa的轴心的旋转量，换句话说，旋转角度。旋转角传感器22所检测的旋转角相当于驾驶员为了进行转向操纵而对方向盘11施加的转向操纵角。旋转角传感器22将检测信号发送至ECU50。在这里，旋转角传感器22是旋转量检测部的一个例子。

进一步，车辆用转向操纵装置1在方向盘11的边缘部(也称为“把手部”)11a(未图示)具备检测有无物体与方向盘11的接触的接触传感器23。接触传感器23的例子是压力传感器、静电电容传感器、电极对、以及导电性的涂料或者片材。接触传感器23可以配置在圆状的边缘部11a的整周上，也可以配置于驾驶员频繁地把持的部位等整周上的一部分。接触传感器23将检测信号发送至ECU50。在这里，接触传感器23是接触检测部的一个例子。

车辆用转向操纵装置1具备ECU50。ECU50与马达8、转矩传感器21、旋转角传感器22以及接触传感器23等电连接。进一步，ECU50与安装于车辆A的车速传感器31电连接，从车速传感器31获取表示车辆A的速度亦即车速的信号。ECU50基于从转矩传感器21以及车速传感器31获取的转矩以及车速的信号，控制对马达8供给的电流，并控制马达8对小齿轮轴5c给予的辅助力。ECU50基于从转矩传感器21、旋转角传感器22以及接触传感器23获取的转矩、旋转角以及有无接触的信号，来检测针对方向盘11的驾驶员的接触状态。具体而言，ECU50检测是驾驶员把持方向盘11的非放手状态，还是驾驶员未把持方向盘11的放手状态。对于ECU50的详细内容后述。而且，ECU50、转矩传感器21、旋转角传感器22、以及接触传感器23构成本实施方式的接触状态检测装置100。

ECU50可以由具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或者DSP(DigitalSignal Processor：数字信号处理器)等处理器以及存储器的微型计算机构成。存储器的例子可以是RAM(Random Access Memory：随机存储器)等易失性存储器、以及ROM(Read-OnlyMemory：只读存储器)等非易失性存储器。ECU50的一部分或者全部的功能可以通过CPU将RAM作为作业用的存储器来使用并执行ROM中记录的程序来实现。ECU50的部分或者全部的功能可以由电子电路或者集成电路等专用的硬件电路来实现。ECU50的部分或者全部的功能可以通过上述的软件功能与硬件电路的组合来构成。ECU50、马达8以及上述的各传感器等之间的通信可以是经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)、LIN(LocalInterconnect Network：本地互连网络)等车载网络的通信。

参照图2对包含ECU50的接触状态检测装置100的结构进行说明。

图2是表示实施方式1所涉及的接触状态检测装置100的功能性结构的一个例子的框图。接触状态检测装置100具备转矩传感器21、旋转角传感器22、接触传感器23、以及ECU50。ECU50具备控制部501、驱动电路502、以及电流检测部503。控制部501包含马达控制部511、判定部512、以及存储部513。

驱动电路502被控制部501控制，将未图示的车辆A的电池的电力供给至马达8。驱动电路502由逆变器电路构成。电流检测部503检测在马达8中流动的电流亦即马达电流的大小，并输出至控制部501。电流检测部503由测量电流的电路等构成。存储部513能够进行各种信息的储存以及取出。存储部513例如由ROM、RAM、闪存等半导体存储器、硬盘驱动器、或者SSD(Solid State Drive：固态硬盘)等存储装置来实现。存储部513储存为了控制部501动作而使用的阈值、映射、公式等各种信息。存储部513也可以储存用于控制部501动作的程序。在本实施方式中，存储部513在ECU50内包含于控制部501，但也可以与控制部501分立设置，也可以配置于ECU50的外部。

马达控制部511基于由车速传感器31检测到的车速、由转矩传感器21检测到的转矩、以及由电流检测部503检测到的马达电流，驱动控制驱动电路502。由此，实现与转向操纵状况相应的转向操纵辅助。具体而言，马达控制部511基于转矩以及车速，来决定在马达8中流动的马达电流的目标值亦即电流指令值。电流指令值对应于与转向操纵状况相应的转向操纵辅助力(也称为“辅助转矩”)的目标值。而且，马达控制部511驱动控制驱动电路502，以使由电流检测部503检测到的马达电流接近电流指令值。另外，马达控制部511基于后述的判定部512的判定结果，驱动控制驱动电路502。具体而言，在判定结果为非放手状态的情况下，马达控制部511使驱动电路502向马达8供给电力，来实施转向操纵辅助。在判定结果为放手状态的情况下，例如，有在发出针对驾驶员的警报之后，使自动转向操纵功能、ADAS功能停止的情况，但实施转向操纵辅助。

判定部512基于转矩值、角度值、以及有无接触的信息，来判定是驾驶员把握方向盘11的非放手状态，还是驾驶员未把握方向盘11的放手状态(未握状态)。转矩值由转矩传感器21检测。角度值由旋转角传感器22检测。有无接触的信息由接触传感器23检测。判定部512将判定结果输出至马达控制部511。

判定部512包含第一判定部512a、第二判定部512b以及综合判定部512c。第一判定部512a获取转矩传感器21以及旋转角传感器22的检测结果，并基于该检测结果，判定对于方向盘11是非放手状态还是放手状态。第一判定部512a包含推断部512d，该推断部512d基于转矩传感器21以及旋转角传感器22的检测结果，推断由驾驶员对方向盘11施加的驾驶员转矩。

第一判定部512a基于由推断部512d推断的驾驶员转矩，判定对于方向盘11是非放手状态还是放手状态。具体而言，第一判定部512a在驾驶员转矩的绝对值比第一阈值大的情况下，判定为是非放手状态，在驾驶员转矩的绝对值是第一阈值以下的情况下，判定为是放手状态。第一判定部512a也可以考虑驾驶员转矩的持续时间。第一判定部512a也可以在驾驶员转矩的绝对值比第一阈值大的状态持续第一规定时间以上的情况下，判定为是非放手状态，在不是那样的情况下，判定为是放手状态。

第二判定部512b获取接触传感器23的检测结果，并基于该检测结果，判定对于方向盘11是非放手状态还是放手状态。第二判定部512b在接触传感器23检测到针对方向盘11的任何接触的情况下，判定为是非放手状态。第二判定部512b在接触传感器23未检测出针对方向盘11的接触的情况下，判定为是放手状态。

综合判定部512c输出综合有第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果的判定结果亦即综合判定结果。综合判定结果是由本实施方式的接触状态检测装置100决定的、针对方向盘11是非放手状态还是放手状态的判定结果。

具体而言，综合判定部512c以优先第一判定部512a的非放手状态的判定、和第二判定部512b的放手状态的判定的方式进行综合判定。综合判定部512c在第二判定部512b的判定结果是放手状态的情况下，将放手状态作为综合判定结果。综合判定部512c在第二判定部512b的判定结果是非放手状态并且第一判定部512a的判定结果是放手状态的情况下，将放手状态作为综合判定结果。综合判定部512c在第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果是非放手状态的情况下，将非放手状态设为综合判定结果。

这是因为以下的理由。换句话说，第二判定部512b的放手状态的判定结果在所有的判定结果中最具有可靠性。第一判定部512a的非放手状态的判定结果比第二判定部512b的非放手状态的判定结果具有可靠性。第二判定部512b的非放手状态的判定结果可能包含除了驾驶员的手、手以外(脚等)未接触方向盘而接近的状态。

像这样，综合判定部512c根据第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果的可靠性来选择2个判定结果的任意一个，并决定为综合判定结果。

此外，由转矩传感器21检测到的转矩除了由来自驾驶员的转向操纵输入引起的转矩以外，还可能包含由来自路面的外力亦即负载转矩引起的惯性转矩等。推断部512d通过除去如上述那样的要素，来推断由驾驶员对方向盘11施加的转矩亦即驾驶员转矩。进一步，在驾驶员转回方向盘11的时刻，即使驾驶员把握方向盘11，由转矩传感器21检测到的转矩也为零。推断部512d为了防止如上述那样的状态下的误检测，在经过某个规定时间之后进行未握的判定。

驾驶员转矩的推断方法由于记载于日本特开2017-114324号公报，所以省略其详细内容。根据日本特开2017-114324号公报，驾驶员转矩使用由转矩传感器21检测到的转矩、由分解器等旋转传感器检测到的马达8的转子的旋转角及其角速度来检测。马达8的转子的旋转角对应于由旋转角传感器22检测到的转向操纵角。因此，在本实施的方式中，推断部512d使用转矩传感器21的转矩、旋转角传感器22的转向操纵角及其角速度，来推断驾驶员转矩。

接下来，参照图3对实施方式1所涉及的接触状态检测装置100的接触状态的检测动作进行说明。图3是表示实施方式1所涉及的接触状态检测装置100的接触状态的检测动作的一个例子的流程图。

首先，在步骤S1中，控制部501的第一判定部512a从转矩传感器21以及旋转角传感器22获取在扭杆部5ac产生的转矩的检测值、和在转向轴5产生的旋转角换句话说转向操纵角的检测值。接着，在步骤S2中，控制部501的第二判定部512b从接触传感器23获取有无与方向盘11的接触的检测结果。

接着，在步骤S3中，第二判定部512b判定有无与方向盘11的接触，在有接触的情况下(在步骤S3中为“是”)进入步骤S4，在没有接触的情况下进入步骤S5。

在步骤S5中，控制部501的综合判定部512c决定为针对方向盘11的接触状态是放手状态。

在步骤S4中，第一判定部512a的推断部512d使用在步骤S1中获取到的转矩以及旋转角的检测值，来计算驾驶员转矩。接着，在步骤S6中，第一判定部512a判定驾驶员转矩是否对应于非放手状态。所谓的驾驶员转矩对应于非放手状态例如是驾驶员转矩比第一阈值大。第一判定部512a在对应的情况下(在步骤S6中为“是”)进入步骤S7，在不对应的情况下(在步骤S6中为“否”)进入步骤S5。

在步骤S7中，综合判定部512c决定为针对方向盘11的接触状态是非放手状态。

如上所述，实施方式1所涉及的接触状态检测装置100检测与作为车辆用转向操纵装置1的转向操纵部件的方向盘11的接触状态。接触状态检测装置100具备转矩传感器21、旋转角传感器22、接触传感器23、以及判定部512。转矩传感器21检测在转向轴5产生的转矩。旋转角传感器22检测方向盘11的旋转量。接触传感器23检测有无与方向盘11的接触。判定部512基于旋转角传感器22以及接触传感器23的检测结果，判定针对方向盘11是非放手状态还是放手状态。

根据上述结构，能够根据转矩传感器21以及旋转角传感器22的检测结果，进行有无对方向盘11施加的转向操纵输入的高精度的检测。通过使用这样的转矩传感器21以及旋转角传感器22的检测结果、和接触传感器23的检测结果，能够进行非放手状态以及放手状态的高精度的检测。因此，接触状态检测装置100能够提高方向盘11的接触状态的检测精度。

实施方式1所涉及的接触状态检测装置100还具备第一判定部512a、以及第二判定部512b。第一判定部512a基于转矩传感器21以及旋转角传感器22的检测结果，来判定对于方向盘11是非放手状态还是放手状态。第二判定部512b基于接触传感器23的检测结果，来判定对于方向盘11是非放手状态还是放手状态。判定部512也可以使用第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果，来判定是非放手状态或放手状态。

根据上述结构，第一判定部512a进行基于有无与对方向盘11的转向操纵输入的非放手状态以及放手状态的判定。第二判定部512b进行基于有无针对方向盘11的接触的非放手状态以及放手状态的判定。判定部512综合第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果进行来进行判定。因此，能够进行非放手状态以及放手状态的高精度的检测。

在实施方式1所涉及的接触状态检测装置100中，第一判定部512a包含推断部512d，该推断部512d基于转矩传感器21以及旋转角传感器22的检测结果，来推断由驾驶员对方向盘11施加的驾驶员转矩。第一判定部512a也可以基于推断部512d的推断结果，来判定对于方向盘11是非放手状态还是放手状态。

根据上述结构，推断部512d能够将由驾驶员对方向盘11施加的转向操纵输入，高精度地推断为驾驶员转矩。因此，提高第一判定部512a的判定精度。

在实施方式1所涉及的接触状态检测装置100中，判定部512也可以根据作为第一判定部512a以及第二判定部512b的一方的第一判定部512a的判定结果，判定非放手状态，并根据作为另一方的第二判定部512b的判定结果，判定放手状态。

根据上述结构，判定部512取舍选择第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果来进行判定。例如，第一判定部512a的非放手状态的判定精度比第二判定部512b高。第二判定部512b的放手状态的判定精度比第一判定部512a高。因此，判定部512能够使用判定精度更高的判定结果，判定非放手状态以及放手状态，并能够提高其判定精度。

在实施方式1所涉及的接触状态检测装置100中，ECU50的第一判定部512a使用第一阈值进行判定，但并不限定于此。例如，第一判定部512a也可以使用第一阈值、和与第一阈值不同的阈值进行判定。具体而言，第一判定部512a识别“比阈值大的非放手状态(状态ST1)”、“阈值以下的非放手状态(状态ST2)”、“阈值以下的放手状态(状态ST3)”、“比阈值大的放手状态(状态ST4)”。状态ST1是驾驶员转矩的绝对值比第一阈值Ta大的非放手状态。第一阈值Ta的例子是0.1Nm以上0.5Nm以下的范围内的值。状态ST2是驾驶员转矩的绝对值为第一阈值Ta以下的非放手状态。状态ST3是驾驶员转矩的绝对值为第一阈值Ta以下的放手状态。状态ST4是驾驶员转矩的绝对值比第一阈值Ta大的放手状态。

在运算开始时，在驾驶员转矩的绝对值大于第一阈值Ta时，第一判定部512a判定为接触状态是状态ST1。而且，第一判定部512a将输出信号设定为“1”，并且将计时器值设定为“0”。输出信号是表示判定结果的信号，输出信号“1”表示判定结果是非放手，输出信号“0”表示判定结果是放手。

在状态ST1下，若驾驶员转矩的绝对值成为第一阈值Ta以下，则第一判定部512a判定为接触状态成为状态ST2。而且，第一判定部512a将输出信号设定为“1”。进一步，第一判定部512a在状态ST2的判定中，每经过规定时间ts(秒)，就将计时器值更新为对当前值加上ts所得的值。

在状态ST2下，在计时器值达到第二阈值Tb之前，若驾驶员转矩的绝对值变得大于第一阈值Ta，则第一判定部512a判定为接触状态成为状态ST1，并将计时器值设定为0。

在状态ST2下，若驾驶员转矩的绝对值未大于第一阈值Ta，且计时器值达到第二阈值Tb，则第一判定部512a判定为接触状态成为状态ST3。而且，第一判定部512a将输出信号设定为“0”，并且将计时器值设定为0。第二阈值Tb的例子是0.5秒以上5.0秒以下的范围内的值。

在状态ST3下，若驾驶员转矩的绝对值变得大于第一阈值Ta，则第一判定部512a判定为接触状态成为状态ST4。而且，第一判定部512a将输出信号设定为“0”。并且，第一判定部512a在状态ST4的判定中，每经过规定时间ts(秒)，就将计时器值更新为对当前值加上ts所得的值。

在状态ST4下，若在计时器值达到第三阈值Tc之前，驾驶员转矩的绝对值成为第一阈值Ta以下，则第一判定部512a判定为接触状态成为状态ST3，并将计时器值设定为0。第三阈值Tc的例子是0.05秒以上0.1秒以下的范围内的值。

在状态ST4下，若驾驶员转矩的绝对值未成为第一阈值Ta以下，且计时器值达到第三阈值Tc，则第一判定部512a判定为接触状态成为状态ST1。而且，第一判定部512a将输出信号设定为“1”，并且将计时器值设定为0。

此外，在运算开始时，在驾驶员转矩的绝对值为第一阈值Ta以下时，第一判定部512a判定接触状态是状态ST3。而且，第一判定部512a将输出信号设定为“0”，并且将计时器值设定为0。

实施方式2所涉及的接触状态检测装置200的控制部2501的综合判定部2512c的结构与实施方式1不同。以下，对于实施方式2，以与实施方式1不同的点为中心进行说明，并省略与实施方式1相同的点的说明。

参照图4和图5，对实施方式2所涉及的接触状态检测装置200的结构进行说明。图4是表示实施方式2所涉及的接触状态检测装置200的功能性结构的一个例子的框图。图5是表示实施方式2所涉及的接触状态检测装置200的各构成要素的处理的流程的一个例子的框图。接触状态检测装置200具备转矩传感器21、旋转角传感器22、接触传感器23、以及ECU50。ECU50具备控制部2501、驱动电路502、以及电流检测部503。控制部2501包含马达控制部511、判定部2512、以及存储部513。判定部2512包含第一判定部512a、第二判定部512b以及综合判定部2512c。

综合判定部2512c包含对第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果加权的权重附加部2512e。综合判定部2512c对通过权重附加部2512e加权后的第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果进行综合。综合判定部2512c基于综合后的判定结果，判定对于方向盘11是非放手状态还是放手状态。

具体而言，第一判定部512a在判定为对于方向盘11是非放手状态的情况下，将输出信号值“1”输出至权重附加部2512e。第一判定部512a在判定为是放手状态的情况下，将输出信号值“0”输出至权重附加部2512e。第二判定部512b在判定为对于方向盘11是非放手状态的情况下，将输出信号值“1”输出至权重附加部2512e。第二判定部512b在判定为是放手状态的情况下，将输出信号值“0”输出至权重附加部2512e。

第一判定部512a以及第二判定部512b将输出信号值、与由转矩传感器21、旋转角传感器22或者接触传感器23获取决定该输出信号值所使用的检测结果的时刻亦即检测时刻建立对应关系，并存储至存储部513。

权重附加部2512e对从第一判定部512a获取的输出信号值“1”，设定表示权重的值“α”，并将权值α作为第一判定值输出至综合判定部2512c。权重附加部2512e对从第一判定部512a获取的输出信号值“0”设定表示权重的值“β”，并将权值β作为第一判定值输出至综合判定部2512c。权值α以及β均为0以上1以下的值，但并不限定于此。进一步，也如在实施方式1中上述那样，由于第一判定部512a的非放手状态的判定结果比第二判定部512b的非放手状态的判定结果更具有可靠性，所以在本实施方式中，α＞β，但并不限定于此。

权重附加部2512e对从第二判定部512b获取的输出信号值“1”设定表示权重的值“γ”，并将权值γ作为第二判定值输出至综合判定部2512c。权重附加部2512e对从第二判定部512b获取的输出信号值“0”，设定表示权重的值“δ”，并将权值δ作为第二判定值输出至综合判定部2512c。权值γ以及δ均为0以上1以下的值，但并不限定于此。进一步，由于第二判定部512b的放手状态的判定结果在第一判定部512a以及第二判定部512b的判定结果中最具有可靠性，所以在本实施方式中，δ＞γ并且δ＞α。进一步，由于第二判定部512b的非放手的结果的可靠性比第一判定部512a的非放手状态的判定结果差，所以γ＜α。换句话说，δ＞α＞β，γ，但并不限定于此。

另外，权重附加部2512e将各判定值α、β、γ以及δ与决定该判定值所使用的输出信号值以及与该输出信号值对应的检测时刻建立对应关系，并存储至存储部513。

综合判定部2512c对从权重附加部2512e获取的第一判定值α或者β与第二判定值γ或者δ的和进行时间积分，并基于积分值判定对于方向盘11是非放手状态还是放手状态。此外，未获取的判定值为0。在这里，综合判定部2512c是加法部的一个例子。

综合判定部的运算周期被设定为比各传感器的检测值的运算周期长。积分值通过除以常量将绝对值设为1以下，这成为相加值It。该常量根据α、β、γ、δ的值来设定。

综合判定部2512c在相加值It为第四阈值以上的情况下，判定为对于方向盘11是非放手状态，在相加值It小于第四阈值的情况下，判定为是放手状态。第四阈值是大于0且为1以下的正值。

此外，综合判定部2512c也可以在进行时间积分时，推断相加区间t所包含的多个第一判定值以及第二判定值的和相对于时间的线性，并对表示推断出的线性的函数进行积分。综合判定部2512c也可以仅对相加区间t所包含的多个第一判定值以及第二判定值进行相加。

接下来，参照图6对实施方式2所涉及的接触状态检测装置200的接触状态的检测动作进行说明。图6是表示实施方式2所涉及的接触状态检测装置200的接触状态的检测动作的一个例子的流程图。

首先，在步骤S21中，第一判定部512a从转矩传感器21以及旋转角传感器22获取转矩以及转向操纵角的检测值。接着，在步骤S22中，第二判定部512b从接触传感器23获取有无与方向盘11的接触的检测结果。

接着，在步骤S23中，第一判定部512a的推断部512d使用在步骤S21中获取到的转矩以及转向操纵角的检测值，来计算驾驶员转矩。接着，在步骤S24中，第一判定部512a判定驾驶员转矩是否对应于非放手状态。第一判定部512a在对应的情况下，将输出值“1”输出至权重附加部2512e，在未对应的情况下，将输出值“0”输出至权重附加部2512e。

接着，在步骤S25中，第二判定部512b判定与方向盘11的接触是否对应于非放手状态，换句话说有无接触。第二判定部512b在有接触的情况下，将输出值“1”输出至权重附加部2512e，在没有接触的情况下，将输出值“0”输出至权重附加部2512e。

接着，在步骤S26中，权重附加部2512e对从第一判定部512a以及第二判定部512b获取到的输出值分别应用权值，并将该权值作为第一判定值以及第二判定值输出至综合判定部2512c。具体而言，权重附加部2512e输出如下述的表1所示的第一判定值以及第二判定值。

【表1】

表1：各状态与判定值的关系

接着，在步骤S27中，权重附加部2512e通过参照存储部513来获取在上述步骤S26过去获取到的第一判定值以及第二判定值。权重附加部2512e如下述的式1(参照第17页第8行)所示遍及相加区间t对在上述步骤S26以及过去获取到的第一判定值以及第二判定值的和进行时间积分。而且，权重附加部2512e将相加值It输出至综合判定部2512c。

接着，在步骤S28中，综合判定部2512c判定相加值It是否为第四阈值以上。综合判定部2512c在为第四阈值以上的情况下(在步骤S28中为“是”)进入步骤S29，在小于第四阈值的情况下(在步骤S28中为“否”)进入步骤S30。

在步骤S29中，综合判定部2512c决定为针对方向盘11的接触状态是非放手状态。另外，在步骤S30中，综合判定部2512c决定为针对方向盘11的接触状态是放手状态。

由于实施方式2所涉及的接触状态检测装置200的其它结构以及动作与实施方式1相同，所以省略其说明。另外，根据实施方式2所涉及的接触状态检测装置200，获得与实施方式1相同的效果。

进一步，在实施方式2所涉及的接触状态检测装置200中，也可以判定部512计算对第一判定部512a的判定结果加权所得的第一判定值，并计算对第二判定部512b的判定结果加权所得的第二判定值，并使用第一判定值以及第二判定值判定非放手状态或者放手状态。

根据上述结构，在第一判定部512a以及第二判定部512b之间，非放手状态以及放手状态的判定精度可能不同。第一判定值以及第二判定值中的加权能够反映上述判定精度。例如，也可以判定精度越高，越增大权重。由此，能够提高判定部512的判定精度。

在实施方式2所涉及的接触状态检测装置200中，加权也可以对应于转矩传感器21、旋转角传感器22以及接触传感器23的检测结果的可靠性。根据上述结构，第一判定值以及第二判定值的判定精度可能取决于转矩传感器21、旋转角传感器22以及接触传感器23各自的特性，换句话说检测结果的可靠性。因此，能够进行符合转矩传感器21、旋转角传感器22以及接触传感器23各自的特性的加权。

实施方式2所涉及的接触状态检测装置200还具备作为加法部的综合判定部2512c，该综合判定部2512c输出将第一判定值以及第二判定值相加得到的相加结果。判定部512也可以基于相加结果，判定非放手状态或者放手状态。根据上述结构，判定部512的判定处理变得简易。

在实施方式2所涉及的接触状态检测装置200中，综合判定部2512c也可以输出对第一判定值以及第二判定值相加并进行时间积分所得的相加结果。根据上述结构，判定部512使用多个第一判定值以及第二判定值的相加结果进行判定。由此，判定部512不是使用仅一次获得的第一判定值以及第二判定值，而是使用在时间积分的积分时间期间获得的第一判定值以及第二判定值来进行判定。由于非放手状态以及放手状态不是一瞬间的，而是持续某一程度的时间，所以判定部512能够以较高的精度判定非放手状态以及放手状态。

在实施方式2所涉及的接触状态检测装置200中，综合判定部2512c也可以对相加结果进行归一化并输出。根据上述结构，归一化所得的相加结果的绝对值包含于0以上1以下的范围。因此，基于判定部512的相加结果的判定处理变得简易。

在实施方式2所涉及的接触状态检测装置200中，判定部512也可以在相加结果是阈值以上的情况下，判定非放手状态，在相加结果小于阈值的情况下，判定放手状态。根据上述结构，基于判定部512的相加结果的判定处理变得简易。

此外，在实施方式2所涉及的接触状态检测装置200中，综合判定部2512c基于对第一判定值以及第二判定值的和进行时间积分所得的相加值It，来判定非放手状态以及放手状态，但并不限定于此。

例如，如下述的式2(参照第17页第26行)所示，综合判定部2512c也可以基于仅对第一判定值以及第二判定值的和相加所得的相加值，判定非放手状态以及放手状态。在该情况下，综合判定部2512c也可以在相加值为阈值以上的情况下，判定为是非放手状态，在相加值小于阈值的情况下，判定为是放手状态。

或者，综合判定部2512c也可以基于从第一判定部512a的判定结果获取的一个第一判定值α或者β、与从第二判定部512b的判定结果获取的一个第二判定值γ或者δ的和，来判定非放手状态以及放手状态。在该情况下，综合判定部2512c也可以在第一判定值以及第二判定值的和“α-β+γ-δ”为阈值以上的情况下，判定为是非放手状态，在和小于阈值的情况下，判定为是放手状态。此外，在“α-β+γ-δ”中，未获取的判定值为0。在该情况下，本判定能够应用于实施方式1。能够设为α＝1、β＝0、γ＝0以及δ＝0，并将阈值设为“1”。

将表示实施方式3所涉及的接触状态检测装置200的功能的框图示于图7。将实施方式3所涉及的接触状态检测装置200的动作的流程的特征部分示于图8。

在实施方式3中，作为第一判定部512a、第二判定部512b的判定结果分别输出0～1之间的值。然而，如实施方式2那样在实施方式3中，也可以在第一判定部512a判定为针对方向盘11是非放手状态的情况下，输出输出信号值“1”，在判定为是放手状态的情况下，输出输出信号值“0”。进一步，如实施方式2那样在实施方式3中，也可以在第二判定部512b对方向盘11判定为是非放手状态的情况下，输出输出信号值“1”，在判定为是放手状态的情况下，输出输出信号值“0”。所谓的作为判定结果分别输出0～1之间的值例如是对接触传感器的模拟输出值进行了归一化的情况、对推断出的驾驶员转矩进行了归一化的情况。

在步骤S26中，通过以下的式子来运算加权相加值。

W(k)＝HOD1·α-(1-HOD1)·β+HOD2·γ-(1-HOD2)·δ

在这里，

W(k)：本次的运算时机下的加权相加值(本次值)

HOD1：第一判定部的判定结果

HOD2：第二判定部的判定结果

α：第一判定部的非放手的加权(0～1的值)

β：第一判定部的放手的加权(0～1的值)

γ：第二判定部的非放手的加权(0～1的值)

δ：第二判定部的放手的加权(0～1的值)

k：表示本次的运算时机的数值

在步骤S27中，依据以下的式子进行积分。

h(k)＝h(k-1)+W(k)dt (1)

dt＝t(k)-t(k-1)

在这里，

h(k)：相加后输出值(本次值)

h(k-1)：相加后输出值(前一次值、前一次的运算时机下的相加后输出值)

dt＝t(k)-t(k-1)：积分步长时间，t(k)表示微机内部的计时计数器的值。

在步骤S31～步骤S34中，进行将相加后输出值h(k)的值限制在0～1的范围内的理。

若在步骤S31中h(k)为1以上(S31:是)，则在步骤S33中将h(k)设定为1。若在步骤S31中h(k)小于1(S31：否)，则进入步骤S32。若在步骤S32中h(k)为0以下(S32：是)，则在步骤s34中将h(k)设定为0。若在步骤S32中h(k)大于0(S32：否)，则不进行任何操作。若一系列的处理结束则进入步骤S28。流程图的其他部分与实施方式2相同。在实施方式3中，对加权相加值进行积分，并基于该值判定了非放手状态、放手状态，但也可以不进行积分，而基于加权相加值的和判定非放手状态、放手状态。在该情况下，使用下述的式2。

h(k)＝h(k-1)+W(k) (2)

这样的实施方式3获得与实施方式2相同的效果。

以上，基于实施方式对本发明的一个以上的方式所涉及的接触状态检测装置等进行了说明，但本发明并不限于实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形的方式、对不同的实施方式中的构成要素进行组合而构建的方式也可以包含于本发明的一个以上的方式的范围内。

例如，实施方式所涉及的接触状态检测装置设置于将转向操纵机构和转向机构机械连接而成的车辆用转向操纵装置1，但并不限定于此。具备接触状态检测装置的车辆用转向操纵装置也可以构成未将转向操纵机构与转向机构机械连接的线控转向***。进一步，车辆用转向操纵装置也可以构成可左右独立转向操纵的线控转向***。在上述线控转向***中，左右的转向轮各自的转向机构不相互机械结合，也不与转向操纵机构机械结合。左右的转向机构通过设置于各转向机构的致动器而动作。

实施方式所涉及的接触状态检测装置安装于车辆，但并不局限于此，可以安装于具备转向操纵部件的任何装置等。例如，接触状态检测装置也可以安装于船舶或者飞机。

如上所述，本发明的技术可以通过***、装置、方法、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的记录盘等记录介质来实现，也可以通过***、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合来实现。计算机可读取的记录介质例如包含CD-ROM等非易失性的记录介质。

例如，上述实施方式所包含的各处理部典型地被实现为作为集成电路的LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)。它们可以分别单芯片化，也可以包含一部分或全部而单芯片化。

集成电路化并不限于LSI，也可以通过专用电路或者通用处理器来实现。也可以利用能够在LSI制造后编程的FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、或者可重新构建LSI内部的电路单元的连接、设定的重新配置处理器。

此外，在上述实施方式中，各构成要素也可以由专用的硬件构成，或通过执行适合各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过CPU等处理器等程序执行部读出硬盘或者半导体存储器等记录介质中记录的软件程序并执行来实现。

上述构成要素的一部分或者全部也可以由可拆装的IC(Integrated Circuit：集成电路)卡或者单个模块构成。IC卡或者模块是由微处理器、ROM、RAM等构成的计算机***。IC卡或者模块也可以包含上述的LSI或者***LSI。通过微处理器根据计算机程序进行动作，IC卡或者模块实现其功能。这些IC卡以及模块也可以具有防篡改性。

本发明的接触状态检测方法例如是检测与车辆用转向操纵装置的转向操纵部件的接触状态的接触状态检测方法。该方法：检测在上述转向操纵部件产生的转矩；检测上述转向操纵部件的旋转量；检测与上述转向操纵部件有无接触；以及基于上述转向操纵部件的转矩、上述转向操纵部件的旋转量以及与上述转向操纵部件的接触的检测结果，来判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态。这样的接触状态检测方法也可以通过MPU(Micro Processing Unit：微处理单元)以及CPU等处理器、LSI等电路、IC卡或者单个模块等来实现。

进一步，本发明的技术可以通过软件程序或者由软件程序构成的数字信号来实现，也可以是记录有程序的非暂时的计算机可读取的记录介质。例如，这样的程序使计算机执行：获取在车辆用转向操纵装置的转向操纵部件产生的转矩值；获取上述转向操纵部件的旋转量；获取表示与上述转向操纵部件有无接触的接触信息；以及基于上述转矩值、上述旋转量以及上述接触信息，来判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态。

在上述使用的序数、数量等数字全部是为了对本发明进行具体说明而例示的内容，本发明并不限于例示出的数字。构成要素间的连接关系是为了对本发明进行具体说明而例示的内容，实现本发明的功能的连接关系并不限于此。

框图中的功能模块的分割是一个例子，可以将多个功能模块作为一个功能模块来实现、或将一个功能模块分割为多个、或将部分功能移至其它功能模块。也可以由单一的硬件或者软件并列或者时分割地对具有相似的功能的多个功能模块的功能进行处理。

本发明所涉及的接触状态检测装置对具备转向操纵部件的装置有用。

根据本发明所涉及的接触状态检测装置等，能够提高与转向操纵部件的接触状态的检测精度。

Claims (12)

1.一种接触状态检测装置，检测与车辆用转向操纵装置的转向操纵部件的接触状态，上述接触状态检测装置包括：

转矩检测部，检测在上述转向操纵部件产生的转矩；

旋转量检测部，检测上述转向操纵部件的旋转量；

接触检测部，检测与上述转向操纵部件有无接触；以及

判定部，基于上述转矩检测部、上述旋转量检测部以及上述接触检测部的检测结果，判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态。

2.根据权利要求1所述的接触状态检测装置，其中，还具备：

第一判定部，基于上述转矩检测部以及上述旋转量检测部的检测结果，判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态；以及

第二判定部，基于上述接触检测部的检测结果，判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态，

上述判定部使用上述第一判定部以及上述第二判定部的判定结果，来判定上述非放手状态或者上述放手状态。

3.根据权利要求2所述的接触状态检测装置，其中，

上述第一判定部包含推断部，该推断部基于上述转矩检测部以及上述旋转量检测部的检测结果，推断由驾驶员对上述转向操纵部件施加的驾驶员转矩，

上述第一判定部基于上述推断部的推断结果，判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态。

4.根据权利要求2所述的接触状态检测装置，其中，

上述判定部根据上述第一判定部以及上述第二判定部的一方的判定结果来判定上述非放手状态，并根据上述第一判定部以及上述第二判定部的另一方的判定结果来判定上述放手状态。

5.根据权利要求2所述的接触状态检测装置，其中，

上述判定部计算对上述第一判定部的判定结果进行加权后的第一判定值，并且计算对上述第二判定部的判定结果进行加权后的第二判定值，并使用上述第一判定值以及上述第二判定值，来判定上述非放手状态或者上述放手状态。

6.根据权利要求5所述的接触状态检测装置，其中，

上述加权与上述转矩检测部、上述旋转量检测部以及上述接触检测部的检测结果的可靠性相对应。

7.根据权利要求5所述的接触状态检测装置，其中，

还具备加法部，该加法部输出将上述第一判定值和上述第二判定值相加所得的相加结果，

上述判定部基于上述相加结果，来判定上述非放手状态或者上述放手状态。

8.根据权利要求7所述的接触状态检测装置，其中，

上述加法部输出将上述第一判定值和上述第二判定值相加并进行时间积分所得的相加结果。

9.根据权利要求7所述的接触状态检测装置，其中，

上述加法部将上述相加结果归一化并输出。

10.根据权利要求7所述的接触状态检测装置，其中，

上述判定部在上述相加结果为阈值以上的情况下，判定为上述非放手状态，在上述相加结果小于上述阈值的情况下，判定为上述放手状态。

11.一种接触状态检测方法，检测与车辆用转向操纵装置的转向操纵部件的接触状态，上述接触状态检测方法包括：

检测在上述转向操纵部件产生的转矩；

检测上述转向操纵部件的旋转量；

检测与上述转向操纵部件有无接触；以及

基于上述转向操纵部件的转矩、上述转向操纵部件的旋转量以及与上述转向操纵部件的接触的检测结果，来判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态。

12.一种程序，使计算机执行：

获取在车辆用转向操纵装置的转向操纵部件产生的转矩值；

获取上述转向操纵部件的旋转量；

获取表示与上述转向操纵部件有无接触的接触信息；以及

基于上述转矩值、上述旋转量以及上述接触信息，来判定对于上述转向操纵部件是非放手状态还是放手状态。

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