JP6193809B2 - 操舵装置及び運輸装置 - Google Patents

Description

本発明は、配線パターンを埋設したステアリングホイールを備える操舵装置及び、配線パターンを埋設したステアリングホイールを備える運輸装置に関する。

近年、人間や貨物を輸送するための、例えば自動車等の車両、鉄道、飛行機、船舶等の運輸装置の操舵装置を操作している操作者が居眠りすることによる事故を防止するため、操作者が眠っていないか否かを検査する手段の必要性が高まっている。

例えば、特許文献１には、操作者の手と車両の操舵装置との間の接触を連続的にモニタリングする技術が開示されている。以下に具体的に説明する。

従来の操舵装置は、第１の周波数ｆ１を有する第１の信号を発生する第１の発振器ＯＳＣ１と、第２の周波数ｆ２を有する第２の信号を発生する第２の発振器ＯＳＣ２と、第１の信号の周波数ｆ１と第２の信号の周波数ｆ２の差の絶対値を形成するミキサＭＩＸと、差の絶対値を出力電圧Ｕに変換する周波数−電圧変換器と、を備えている。車両を操作している操作者の手が操舵装置のステアリングホイールに接触すると第１の信号の周波数ｆ１は変化する。よって、ミキサＭＩＸが形成する、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２の差の絶対値は変化するので、これに基づく出力電圧Ｕをモニタリングすることにより、車両の操作者の手がステアリングホイール上に存在しているか否かを判別している。

特開２００２−３４０７１２号公報

しかしながら、特許文献１で開示された従来技術は、ステアリングホイールに１つの配線パターンしか埋設されていないので、操作者の手ではなく足が操舵装置のステアリングホイールに接触していた場合も、第１の信号の周波数ｆ１は変化してしまい、操作者の手がステアリングホイール上に存在していると誤認識してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、操作者の足がステアリングホイールに接触していた場合に、操作者の手がステアリングホイールに接触していると誤認識する可能性が低減すると共に、操作者の手がステアリングホイールに接触しているときに手の接触を正確に検出する認識性能が向上した操舵装置及び運輸装置を提供することを目的とする。

本願の第１の発明は、ステアリングホイールと、ステアリングホイールの径方向における内周部と外周部のうち主として内周部に埋設された第１配線パターンと、第１配線パターンからの信号を受理して処理する制御部と、を備える操舵装置である。

本願の第２の発明は、ステアリングホイールと、ステアリングホイールの径方向における内周部と外周部のうち主として内周部に埋設された第１配線パターンと、第１配線パターンからの信号を受理して処理することにより、ステアリングホイールの操作者が内周部に触れているか否かを判別する制御部と、を備えた運輸装置である。

本発明によると、操作者の足がステアリングホイールに接触していた場合に、操作者の手がステアリングホイールに接触していると誤認識する可能性が低減すると共に、操作者の手がステアリングホイールに接触しているときに手の接触を正確に検出する認識性能が向上した操舵装置及び運輸装置を提供することができる。

本発明の実施形態による操舵装置及びその周辺部の模式図である。 本発明の第１実施形態の操舵装置の正面図である。 本発明の実施形態の操舵装置におけるステアリングホイールの横断面図である。 本発明の第１実施形態の操舵装置の配線パターンを説明する図である。 本発明の第１実施形態の操舵装置の主要部の正面図である。 本発明の第１実施形態の運輸装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態の運輸装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態の操舵装置の正面図である。 本発明の第２実施形態の運輸装置のブロック図である。 本発明の第２実施形態の運輸装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態の操舵装置の正面図である。 本発明の第３実施形態の運輸装置のブロック図である。 本発明の第３実施形態の運輸装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の第１、第２、及び第３実施形態における操舵装置及び運輸装置の構成について説明する。いずれも、一例として運輸装置のうち車両に本発明を適用したものである。
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態による操舵装置及びその周辺部の模式図である。車両（運輸装置）１は、操舵装置２、スピーカ３、液晶ディスプレイ等の表示装置４、シフトレバー７５、運転座席７６、助手席７７、第２制御部８、フロントガラス７９を備えている。スピーカ３及び表示装置４は注意喚起装置の一例である。また、操舵装置２は第１制御部２４を内蔵している。第１制御部２４及び第２制御部８は制御部の一例である。

第１制御部２４は図示しない接続線を介して第２制御部８と電気的に接続している。第２制御部８は、図示しない接続線を介してスピーカ３と電気的に接続し、図示しない接続線を介して表示装置４と電気的に接続している。

図２は、操舵装置２の正面図である。操舵装置２は、円環状をしたステアリングホイール２１と、操舵装置２の中央部に位置するパッド２２と、ステアリングホイール２１とパッド２２を連結するスポーク２３と、パッド２２の内部に配設された第１制御部２４とを有している。

ステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉ（図２のＩ−Ｉ線断面図である図３参照）である第１領域２１ａには第１配線パターン２１Ａが埋設されている。一方、ステアリングホイール２１の径方向における外周部２１Ｏ（図３参照）である第２領域２１ｂには第１配線パターン２１Ａと絶縁された第２配線パターン２１Ｂが埋設されている。また、図２において、４つのスポーク２３のうちの２つの内部には、複数の接続線２９が配設されている。そして、接続線２９を介して第１配線パターン２１Ａ及び第２配線
パターン２１Ｂは第１制御部２４と電気的に接続している。

なお、図２においては、理解を容易にするため、埋設されている第１配線パターン２１Ａ及び第２配線パターン２１Ｂを図示せず、便宜上、第１及び第２領域２１ａ、２１ｂの境界を点線で示している。

図３は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。ステアリングホイール２１は、金属製の芯材２１Ｆと、芯材２１Ｆを被覆している樹脂層２１Ｇと、樹脂層２１Ｇの周囲を取り巻くように接着固定されている不織布２１Ｈとを備えている。不織布２１Ｈには第１配線パターン２１Ａと第２配線パターン２１Ｂが縫い付けられている。さらに、例えば革、木材、樹脂等からなる表層２１Ｊが不織布２１Ｈを被覆している。

なお、図３においては、第１配線パターン２１Ａと第２配線パターン２１Ｂの埋設状態を理解し易くするため、本来的には不織布２１Ｈに隠れているため点線で示すべき部分もすべて実線で示している。第１配線パターン２１Ａと第２配線パターン２１Ｂは、ステアリングホイール２１の表層２１Ｊの表面に沿って埋設されている。

図４は、本実施形態の操舵装置２の配線パターン２１Ａ、２１Ｂを説明する部分正面図である。本実施形態ではステアリングホイール２１を暖めるためのハンドルヒータ用のヒータパターンを第１配線パターン２１Ａと第２配線パターン２１Ｂに流用している。第１配線パターン２１Ａと第２配線パターン２１Ｂはそれぞれ、途中で２本に分岐していない、いわゆる一筆書き状をしており、不織布２１Ｈに縫い付けられて不織布２１Ｈと一体化したヒータエレメント２１ＨＥを構成している。なお、図４では第１配線パターン２１Ａと第２配線パターン２１Ｂの形状を理解し易くするために、それぞれのパターンを簡略化している。

本発明において、「中立位置」とは、車両が直進するようにタイヤが操舵された際の操舵装置の位置（操舵角に関する位置）のことをいう。また、車両に限らず、輸送装置が直進するように操舵された際の操舵装置の位置である。

図４において不織布２１Ｈの紙面左側の矩形部は、中立位置におけるステアリングホイール２１の上側部２１Ｕ（図２参照）において樹脂層２１Ｇに接着固定されることとなる上側部用不織布部２１ＨＵである。第１配線パターン２１Ａがステアリングホイール２１の内周部２１Ｉに位置すると共に、第２配線パターン２１Ｂがステアリングホイール２１の外周部２１Ｏに位置するように、不織布２１Ｈの上側部用不織布部２１ＨＵのＸ方向における両方の端２１Ｈ１を図３における内周部２１Ｉの頂部２１ＩＴ近傍に配置して、上側部用不織布部２１ＨＵを樹脂層２１Ｇに接着固定している。

図５は、本実施形態の操舵装置２の主要部の正面図である。不織布２１Ｈの中央部には第１制御部２４が配置されている。そして不織布２１Ｈの紙面左側にある上側部用不織布部２１ＨＵには、中立位置におけるステアリングホイール２１の上側部２１Ｕに埋設される第１及び第２配線パターン２１Ａ、２１Ｂが縫い付けられている。一方、不織布２１Ｈの紙面右側の下側部用不織布部２１ＨＬには中立位置におけるステアリングホイール２１の下側部２１Ｌ（図２参照）に埋設される第１及び第２配線パターン２１Ａ、２１Ｂが縫い付けられている。すなわち、不織布２１Ｈには２つの第１配線パターン２１Ａと２つの第２配線パターン２１Ｂが縫い付けられている。第１配線パターン２１Ａと第２配線パターン２１Ｂは接続線２９を介して第１制御部２４と電気的に接続している。不織布２１Ｈを上側部用不織布部２１ＨＵと下側部用不織布部２１ＨＬという２つの領域に分けて配線パターンを具備させているので、不織布２１Ｈに例えば図５の紙面右側の矩形部を設けず、紙面左側の矩形部に全ての配線パターンを縫い付けた場合と比べて不織布２１Ｈを樹脂
層２１Ｇに巻きつけ易いという効果が得られる。

また、図５に示すように、第１及び第２配線パターン２１Ａ、２１Ｂとして兼用するヒータパターンは、ヒータ温度分布を均一化するため緻密に縫い合わされている。後に動作原理の説明で詳述するが、このようにステアリングホイール２１の表層２１Ｊの表面に沿って配線パターンを緻密に埋設することによって静電容量の計測に関する感度が向上する。

図６は、本実施形態における車両１のブロック図である。第１制御部２４は、第１センサ部（図示せず）にて第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１を計測し、第２センサ部（図示せず）にて第２配線パターン２１Ｂの静電容量Ｃ２を計測し、処理部（図示せず）にて静電容量Ｃ１、Ｃ２の大きさに応じたアナログ電圧信号を生成し、そのアナログ電圧信号を信号ＳＧ１として車両１に設けられた第２制御部８に出力する。第２制御部８は、入力された信号ＳＧ１に基づいて操作者の手のステアリングホイール２１に対する接触状態を演算処理し、車両１に設けられたスピーカ３、表示装置４にそれぞれ信号ＳＧ２、ＳＧ３を出力する。信号ＳＧ２、ＳＧ３をそれぞれ受けたスピーカ３、表示装置４はそれに応じた動作を行う。なお、信号ＳＧ２、ＳＧ３の内容については、図７の説明部分で詳述するので、ここでは省略する。

なお、図６においては、中立位置におけるステアリングホイール２１の上側部２１Ｕに埋設される第１及び第２配線パターン２１Ａ、２１Ｂと下側部２１Ｌに埋設される第１及び第２配線パターン２１Ａ、２１Ｂとを区別せずに表示している。

ここで、本発明の動作原理について説明する。操舵装置２は配線パターンとＧＮＤ（ステアリングホイール内の金属部材）との間で静電容量をもっているが、操舵装置２の操作者の手がステアリングホイール２１に接近して内周部２１Ｉと外周部２１Ｏに触れると、第１配線パターン２１Ａと手との静電容量が増加するので第１センサ部からみた第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１は増加する。同様に、第２配線パターン２１Ｂと手との静電容量も増加するので、第２センサ部からみた第２配線パターン２１Ｂの静電容量Ｃ２も増加する。よって、第１制御部２４が、第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１と、第２配線パターン２１Ｂの静電容量Ｃ２を計測し、処理部にて処理して第１信号ＳＧ１（アナログ電圧信号）を生成し、第２制御部８が第１信号ＳＧ１を連続的にモニタリングしてその増加量を演算することにより、操作者の手がステアリングホイール２１の内周部２１Ｉと外周部２１Ｏに触れているのか否かを判別することができる。なお、操作者の手がステアリングホイール２１を覆う面積が大きいほど静電容量Ｃ１、Ｃ２の増加量が大きくなる。

例えば、操舵装置２の操作者がステアリングホイール２１をしっかり把持した場合、すなわち、操作者の手がステアリングホイール２１の内周部２１Ｉ及び外周部２１Ｏと接触した場合には、内周部２１Ｉに埋設された第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１及び外周部２１Ｏに埋設された第２配線パターン２１Ｂの静電容量Ｃ２が共に増加するので、第２制御部８はその増加量を検出して操作者の手がステアリングホイール２１の内周部２１Ｉ及び外周部２１Ｏと接触していることを正しく判別・認識することができる。

また、例えば、操舵装置２の操作者が手でステアリングホイール２１を握らず、足のみがステアリングホイール２１と接触した場合には、足はステアリングホイール２１の外周部２１Ｏには接触するが、物理的にステアリングホイール２１の内周部２１Ｉには接触することは不可能である。よって、内周部２１Ｉに埋設された第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１は変化せず、外周部２１Ｏに埋設された第２配線パターン２１Ｂの静電容量Ｃ２のみ変化するので、第２制御部８は操作者の手がステアリングホイール２１の内周部２
１Ｉと接触している状態にないことを正しく判別・認識することができる。

また、操作者がステアリングホイール２１をしっかりと握らず、操作者の手がステアリングホイール２１の外周部２１Ｏには触れずに内周部２１Ｉのみに触れた場合、外周部２１Ｏに埋設された第２配線パターン２１Ｂの静電容量Ｃ２は変化せず、内周部２１Ｉに埋設された第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１のみ変化するので、第２制御部８は操作者の手がステアリングホイール２１の内周部２１Ｉと接触しているが外周部２１Ｏと接触していない状態であることを正しく判別・認識することができる。

図７は、制御部における、本実施形態の車両の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１で操舵装置２の操作者が車両１のイグニッション・キーをＯＮ状態として車両１を起動（スタート）させると、ステップＳ３に進み第１制御部２４のセンサ部が初期化（イニシャライズ）される。

次に、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、第１制御部２４の第１センサ部が、ステアリングホイール２１の内周部２１Ｉに埋設された第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１を計測し、処理部にて静電容量Ｃ１の大きさに応じたアナログ電圧信号を生成し、そのアナログ電圧信号を第１信号ＳＧ１として車両１に設けられた第２制御部８に出力する。第２制御部８は、入力された第１信号ＳＧ１に基づいて静電容量Ｃ１が増加するか否かを演算処理し、操作者の手が内周部２１Ｉに接触しているか否かを判断する。

第２制御部８が、静電容量Ｃ１が増加せず操作者の手が内周部２１Ｉに接触していないと判断した場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、第２制御部８は、例えば「ハンドルを握って下さい」という音声警告をスピーカ３にさせる指令を第２信号ＳＧ２としてスピーカ３に出力する。第２信号ＳＧ２が入力されたスピーカ３は音声警告を発し、ステップＳ５に戻る。

一方、静電容量Ｃ１が増加したので操作者の手が内周部２１Ｉに接触していると第２制御部８が判断した場合には、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、第１制御部２４の第２センサ部が、ステアリングホイール２１の外周部２１Ｏに埋設された第２配線パターン２１Ｂの静電容量Ｃ２を計測し、処理部にて静電容量Ｃ２の大きさに応じたアナログ電圧信号を生成し、そのアナログ電圧信号を第１信号ＳＧ１として車両１に設けられた第２制御部８に出力する。第２制御部８は、入力された第１信号ＳＧ１に基づいて静電容量Ｃ２が増加するか否かを演算処理し、操作者の手が外周部２１Ｏに接触しているか否かを判断する。

第２制御部８が、静電容量Ｃ２が増加せず操作者の手が外周部２１Ｏに接触していないと判断した場合には、ステップＳ１１に進む。ステップ１１では、第２制御部８は、例えば「安全のため、しっかりハンドルを握って下さい」という表示警告を表示装置４にさせる指令を第３信号ＳＧ３として表示装置４に出力する。第３信号ＳＧ３が入力された表示装置４は表示警告を発し、ステップＳ５に戻る。なお、ステップＳ１１において、表示装置４が表示警告をした後で、スピーカ３の音声警告を終了させるために音声警告をＯＦＦさせる指令を第２信号ＳＧ２として第２制御部８がスピーカ３に出力することとしても良い。

一方、静電容量Ｃ２が増加したので操作者の手が外周部２１Ｏに接触していると第２制御部８が判断した場合には、ステップＳ１３に進む。

ステップ１３では、発せられている音声警告をオフにするように指令する第２信号ＳＧ
２をスピーカ３に出力する動作、及び／又は、発せられている表示警告をオフにするように指令する第３信号ＳＧ３を表示装置４に出力する動作を、第２制御部８が行う。これにより、音声警告及び表示警告がなされていない状態となり、ステップ５へ進む。以降は前述したステップの繰り返しである。

上述したように、本実施形態においては、ステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉと外周部２１Ｏのうち内周部２１Ｉに埋設された第１配線パターン２１Ａ、すなわち、ステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉと外周部２１Ｏのうち主として内周部２１Ｉに埋設された第１配線パターン２１Ａと、第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１を計測する第１制御部２４を操舵装置２が備えているので、操作者の手がステアリングホイール２１に接触しているか否かの認識性能を向上させることが可能となる。

また、第１制御部２４は、第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１を計測して処理することにより、操舵装置２の操作者が内周部２１Ｉに触れているか否かを判別する、という構成にすることができ、この構成によって、車両１に備えた第２制御部８によらずとも操舵装置２のみで操作者の手がステアリングホイール２１に接触しているか否かの認識をすることができる。

また、ステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉと外周部２１Ｏのうち外周部２１Ｏに埋設される（すなわち、ステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉと外周部２１Ｏのうち主として外周部２１Ｏに埋設される）と共に、第１配線パターン２１Ａとは絶縁された第２配線パターン２１Ｂを操舵装置２がさらに備えるので、操作者の手がステアリングホイール２１に接触しているか否かの認識性能をより向上させることが可能となる。

また、このような操舵装置２を備えた車両１は、操作者の手がステアリングホイール２１に接触しているか否かの認識性能が向上している。

また、車両１が、スピーカ３や表示装置４などの注意喚起装置を備えているので、操舵装置２の操作者に手でステアリングホイール２１をしっかり握るように注意喚起でき、結果として交通事故を減少させることができる。

本発明において、注意喚起装置とはスピーカ３や表示装置４に限らず、操舵装置２の操作者に警告を発して注意を喚起する装置である。スピーカ３に音声警告をさせる指令や表示装置４に表示警告をさせる指令は、注意喚起装置を作動させる指令の一例である。

なお、本実施形態においては、第１制御部２４は、第１及び第２配線パターン２１Ａ、２１Ｂの静電容量を計測し処理することにより、静電容量をアナログ電圧信号に変換した第１信号ＳＧ１を第２制御部８に出力し、第２制御部８が、第１信号ＳＧ１を処理して操作者の手のステアリングホイール２１との接触状態を識別し、それに対応した指令を第２信号ＳＧ２、第３信号ＳＧ３としてそれぞれスピーカ３や表示装置４に出力するという形態について説明したが、それに限定されない。

例えば、第１信号ＳＧ１として、アナログ電圧信号をデジタル化したデジタル信号を用いることができる。また、第１制御部２４において、計測された静電容量データを処理してアナログ電圧信号またはデジタル信号を生成し、さらにそれの処理を進めて、操作者の手のステアリングホイール２１との接触状態を判断・識別し、それに応じた指令（音声警告指令や表示警告指令）を第１信号として第２制御部８に出力し、第２制御部８が第１信号ＳＧ１から生成した第２及び第３信号ＳＧ２、ＳＧ３をそれぞれスピーカ３、表示装置
４に出力する形態とすることもできる。

なお、図５のように不織布２１Ｈを上側部用不織布部２１ＨＵと下側部用不織布部２１ＨＬという２つの領域に分けて配線パターンを具備させるという構成にせずに、紙面左側の矩形部に１つの第１配線パターン２１Ａと１つの第２配線パターン２１Ｂを設け、紙面右側の矩形部を設けない構成のヒータエレメント２１ＨＥとすることもできる。ただし、この場合、不織布２１Ｈの矩形部の長さ（図５のＹ方向の長さ）が長くなって、不織布２１Ｈの樹脂層２１Ｇへの巻き付け作業の効率が低下するという弊害は避けられない。
（第２実施形態）
操舵装置２の操作者の手が操舵装置２の上側部２１Ｕにおける外周部２１Ｏには触れているが、内周部２１Ｉには触れていない場合、例えば操作者が上側部２１Ｕにおける外周部２１Ｏに手の指を引っ掛けているだけの場合に、第１実施形態では操作者の足が操舵装置２に触れていると誤認識する可能性がある。第２実施形態はそのような問題を解決することができる。

第１実施形態の上側部２１Ｕには内周部２１Ｉに主として埋設されている１つの第１配線パターン２１Ａと外周部２１Ｏに主として埋設されている１つの第２配線パターン２１Ｂが具備されていたが、第２実施形態の上側部２１Ｕには、内周部２１Ｉと外周部２１Ｏの両方に埋設されている１つの配線パターン（第３配線パターン）のみが具備されている。以下に、第１実施形態との差異点を中心に説明し、共通する事項については説明を省略又は簡略化する。

図８は、第２実施形態における操舵装置２の正面図である。説明を容易にするため、第１制御部と、各配線パターンと第１制御部を電気的に接続する接続線の図示を省略している。ステアリングホイール２１の下側部２１Ｌのうち径方向における内周部２１Ｉである第１領域２１ａに第１配線パターン２１Ａが埋設され、外周部２１Ｏである第２領域２１ｂに第２配線パターン２１Ｂが埋設されている。また、ステアリングホイール２１の上側部２１Ｕである第３領域２１ｃにはその径方向における内周部と外周部にわたって第３配線パターン２１Ｃが埋設されている。第１、第２、及び第３配線パターン２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは互いに絶縁されている。図による具体的な説明はしないが、第３配線パターン２１Ｃは上側部用不織布にいわゆる一筆書き状で緻密に縫い付けられている。

なお、図８においては、理解を容易にするため、埋設されている第１配線パターン２１Ａ、第２配線パターン２１Ｂ、及び第３配線パターン２１Ｃを図示せず、便宜上、第１、第２、及び第３領域２１ａ、２１ｂ、２１ｃの境界を点線で示している。

本実施形態においては、図８に示すように、下側部２１Ｌは、中立位置におけるステアリングホイール２１の左右線対称軸２１Ｐを中心として角度αの範囲を占めている。角度αとしては例えば１８０度〜３０度とすることができる。角度αが１８０度未満の場合、上側部用不織布部２１ＨＵに縫い付けられた第３配線パターン２１Ｃの長さ（図５のＹ方向の長さ）は、下側部用不織布部２１ＨＬに縫い付けられた第１及び第２配線パターン２１Ａ、２１Ｂの長さ（図５のＹ方向の長さ）に比べて長くなる。

本実施形態のブロック図を図９に示す。第１実施形態と異なるのは、操舵装置２の第１制御部２４が第３配線パターン２１Ｃの静電容量Ｃ３を計測するための第３センサ部（図示せず）を有し、静電容量Ｃ１、Ｃ２に加えて第３配線パターン２１Ｃの静電容量Ｃ３を第１制御部２４が計測することである。

本実施形態のフローチャートを図１０に示す。第１実施形態と異なるステップＳ５とＳ９を中心に説明することとする。

ステップＳ５では、第１制御部２４の第１センサ部が第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１を計測すると共に、第３センサ部が第３配線パターン２１Ｃの静電容量Ｃ３を計測し、処理部にて静電容量Ｃ１、Ｃ３の大きさに応じたアナログ電圧信号を生成し、そのアナログ電圧信号を第１信号ＳＧ１として車両１に設けられた第２制御部８に出力する。第２制御部８は、入力された第１信号ＳＧ１に基づいて静電容量Ｃ１又はＣ３が増加するか否かを演算処理し、操作者の足ではなく手がステアリングホイール２１に接触しているか否かを判断する（ステップＳ５）。

静電容量Ｃ１又はＣ３が増加していない場合、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２１に接触していないと判断し、ステップＳ７に進む。一方、静電容量Ｃ１又はＣ３が増加した場合、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２１に接触していると判断し、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、第１制御部２４の第１、第２、及び第３センサ部が、それぞれ第１、第２、及び第３配線パターン２１Ａ、２１Ｂ、及び２１Ｃの静電容量Ｃ１、Ｃ２、及びＣ３を計測し、処理部にて静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の大きさに応じたアナログ電圧信号を生成し、そのアナログ電圧信号を第１信号ＳＧ１として車両１に設けられた第２制御部８に出力する。第２制御部８は、入力された第１信号ＳＧ１に基づいて静電容量Ｃ３の増加量がある一定の限度レベル以上すなわち所定の数値以上となっているか否か、又は、静電容量Ｃ１、Ｃ２の両方が増加しているか否かを演算処理する（ステップＳ９）。

静電容量Ｃ３の増加量が所定の数値以上となっている場合、第２制御部８は、操作者がステアリングホイール２１の上側部２１Ｕ（第３領域２１ｃ）をしっかり握っていると判断する。また、静電容量Ｃ１、Ｃ２の両方が増加している場合、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２１の下側部２１Ｌの内周部２１Ｉ（第１領域２１ａ）と外周部２１Ｏ（第２領域２１ｂ）に接触した状態でステアリングホイール２１の下側部２１Ｌを操作者がしっかり握っていると判断する。そして、上記判断のいずれかがなされた場合、ステップＳ１３に進む。

一方、ステップＳ９において、静電容量Ｃ３の増加量が所定の数値以上となっていない場合、第２制御部８は、操作者がステアリングホイール２１の上側部２１Ｕ（第３領域２１ｃ）をしっかり握っていないと判断する。また、静電容量Ｃ１、Ｃ２の両方が増加していない場合、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２１の下側部２１Ｌの内周部２１Ｉ（第１領域２１ａ）と外周部２１Ｏ（第２領域２１ｂ）に接触していないと判断する。そして、上記判断のいずれもがなされた場合、ステップＳ１１に進む。
（第３実施形態）
第２実施形態の上側部２１Ｕには内周部２１Ｉと外周部２１Ｏの両方に埋設されている１つの配線パターン（第３配線パターン）のみが具備されていたが、第３実施形態の上側部２１Ｕには、それぞれ内周部２１Ｉと外周部２１Ｏの両方に埋設されている配線パターンが３つ具備されている。以下に、第２実施形態との差異点を中心に説明し、共通する事項については説明を省略又は簡略化する。

図１１は、第３実施形態における操舵装置２の正面図である。説明を容易にするため、第１制御部と、各配線パターンと第１制御部を電気的に接続する接続線の図示を省略している。ステアリングホイール２１の下側部２１Ｌのうち径方向における内周部２１Ｉである第１領域２１ａに第１配線パターン２１Ａが埋設され、外周部２１Ｏである第２領域２１ｂに第２配線パターン２１Ｂが埋設されている。

また、ステアリングホイール２１の上側部２１Ｕの中央部、左部、右部はそれぞれ第３
領域２１ｃ、第４領域２１ｄ、第５領域２１ｅを構成している。そして、第３領域２１ｃには第３配線パターン２１Ｃが、第４領域２１ｄには第４配線パターン２１Ｄが、第５領域２１ｅには第５配線パターン２１Ｅが埋設されている。第３、第４、及び第５配線パターン２１Ｃ、２１Ｄ、及び２１Ｅは互いに絶縁されており、また、いずれもステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉと外周部２１Ｏに埋設されている。図による具体的な説明はしないが、第３、第４、及び第５配線パターン２１Ｃ、２１Ｄ、及び２１Ｅは上側部用不織布部にいわゆる一筆書き状で緻密に縫い付けられている。なお、上側部用不織布部を第１、第２、及び第３ユニットに分割し、第１ユニットに第３配線パターン２１Ｃのみを、第２ユニットに第４配線パターン２１Ｄのみを、第３ユニットに第５配線パターン２１Ｅのみを、いわゆる一筆書き状に縫い付ける構成としても良い。

なお、図１１においては、理解を容易にするため、埋設されている第１配線パターン２１Ａ、第２配線パターン２１Ｂ、第３配線パターン２１Ｃ、第４配線パターン２１Ｄ、及び第５配線パターン２１Ｅを図示せず、便宜上、第１、第２、第３、第４、及び第５領域２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの境界を点線で示している。

本実施形態のブロック図を図１２に示す。第２実施形態と異なるのは、操舵装置２の第１制御部２４が、第４配線パターン２１Ｄの静電容量Ｃ４を計測するための第４センサ部（図示せず）と、第５配線パターン２１Ｅの静電容量Ｃ５を計測するための第５センサ部（図示せず）を有し、静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に加えて第４及び第５配線パターン２１Ｄ、２１Ｅの静電容量Ｃ４、Ｃ５を第１制御部２４が計測することである。

本実施形態のフローチャートを図１３に示す。第２実施形態と異なるステップＳ５とＳ９を中心に説明することとする。

ステップＳ５では、第１制御部２４の第１、第３、第４及び第５センサ部がそれぞれ第１配線パターン２１Ａの静電容量Ｃ１、第３配線パターン２１Ｃの静電容量Ｃ３、第４配線パターン２１Ｄの静電容量Ｃ４、及び第５配線パターン２１Ｅの静電容量Ｃ５を計測し、処理部にて静電容量Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の大きさに応じたアナログ電圧信号を生成し、そのアナログ電圧信号を第１信号ＳＧ１として車両１に設けられた第２制御部８に出力する。第２制御部８は、入力された第１信号ＳＧ１に基づいて静電容量Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちのいずれかが増加するか否かを演算処理し、操作者の足ではなく手がステアリングホイール２１に接触しているか否かを判断する。

静電容量Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のいずれも増加していない場合、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２１に接触していないと判断し、ステップＳ７に進む。一方、静電容量Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちのいずれかが増加した場合、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２１に接触していると判断し、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、第１制御部２４の第１、第２、第３、第４、及び第５センサ部が、それぞれ第１、第２、第３、第４、及び第５配線パターン２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、及び２１Ｅの静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、及びＣ５を計測し、処理部にて静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の大きさに応じたアナログ電圧信号を生成し、そのアナログ電圧信号を第１信号ＳＧ１として車両１に設けられた第２制御部８に出力する。第２制御部８は、入力された第１信号ＳＧ１に基づいて静電容量Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちのいずれかの増加量がある一定の限度レベル以上すなわち所定の数値以上となっているか否か、又は、静電容量Ｃ１、Ｃ２の両方が増加しているか否かを演算処理する。

静電容量Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のうちのいずれかの増加量が所定の数値以上となっている場
合、第２制御部８は、操作者がステアリングホイール２１の上側部２１Ｕをしっかり握っていると判断する。また、静電容量Ｃ１、Ｃ２の両方が増加している場合、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２１の下側部２１Ｌの内周部２１Ｉ（第１領域２１ａ）と外周部２１Ｏ（第２領域２１ｂ）に接触した状態でステアリングホイール２１の下側部２１Ｌを操作者がしっかり握っていると判断する。そして、上記判断のいずれかがなされた場合、ステップＳ１３に進む。

一方、ステップＳ９において、静電容量Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５のいずれもその増加量が所定の数値以上となっていない場合、第２制御部８は、操作者がステアリングホイール２１の上側部２１Ｕをしっかり握っていないと判断する。また、静電容量Ｃ１、Ｃ２の両方が増加していない場合、第２制御部８は、操作者の手がステアリングホイール２１の下側部２１Ｌの内周部２１Ｉ（第１領域２１ａ）と外周部２１Ｏ（第２領域２１ｂ）に接触していないと判断する。そして、上記判断のいずれもがなされた場合、ステップＳ１１に進む。

例えば、第２制御部８に第１信号ＳＧ１のデータを長期間保存するための記憶部を設けることができる。近年、操舵装置の操作者が車両のステアリングホイールを握ることなく、車両に取り付けたカメラなどの撮影装置からの映像、全地球測位システム（ＧＰＳ）からの位置情報、レーザレーダ装置による測量などにより車両を運行させる、いわゆる自動運転技術の開発が活発化されているが、このような自動運転車両に第３実施形態の操舵装置２を適用すれば、操作者のステアリングホイールに対する挙動（操作者の手がステアリングホイールのどの部位とどの程度の面積でもって接触していたか）を後に分析することが可能となる。

例えば、自動運転車両が交通事故を起こした場合、記憶部に保存された第１信号ＳＧ１のデータを解析することにより、操作者のステアリングホイールの把持具合を特定できるので、事故の責任が操作者のステアリングホイール操作ミスなのか否か、自動運転プログラムのバグなのか否か、事故の相手車両の責任の方が大きいのか否か等を事故後に究明できる可能性が高くなるので有効である。

例えば、特許文献１の技術に対して、ステアリングホイールの径方向における外周部のうち操作者の足に近いステアリングホイールの下部側を接触検出領域から除外するという方法も考えられるが、その構成では実際に操作者の手がステアリングホイールの下部と接触していた場合であっても第１の信号の周波数ｆ１の変化量が小さいものとなり、検出装置としての感度の低下が避けられない。また、例えば操作者が除外領域と接触検出領域をどのような割合で握っているかによっても第１の信号の周波数ｆ１の変化量が異なってしまうので、検出感度が好ましいものとはならない。それに対して、本発明によれば、このような問題は発生せず、検出感度が低下することなく、操作者の手がステアリングホイールに接触しているか否かの認識性能が向上した操舵装置及び運輸装置を実現することができる。

実施形態では、配線パターン２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅとしてハンドルヒータ用のヒータパターンを用いたがこれに限定されず、ステアリングホイールに対する操作者の手の接触度合いのセンシング専用の配線パターンを配設しても良い。

実施形態では自動車（車両）について説明したがあくまで一実施形態であり、例えば鉄道、飛行機、船舶等の人間や貨物を輸送するための運輸装置及びその操舵装置に本願発明を適用することができるのは言うまでもない。

なお、本願発明に関して、用語「操舵装置」は、各種タイプの操舵グリップ・ハンドルをも包含するものである。したがって、例えば自動車などの車両の用途に限定されず、航
空機の操縦桿や船舶の舵も本願発明における操舵装置の技術的範囲に属する。

また、例えば第１〜第３実施形態ではステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉにのみ第１配線パターン２１Ａを埋設し、外周部２１Ｏにのみ第２配線パターン２１Ｂを埋設したがこれに限定されない。第１制御部２４の処理部の判断に影響を与えない範囲で、例えば第１配線パターン２１Ａの一部を外周部２１Ｏに埋設させたり、第２配線パターン２１Ｂの一部を内周部２１Ｉに埋設させることもできる。すなわち、ステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉと外周部２１Ｏのうち主として内周部２１Ｉに第１配線パターン２１Ａを埋設させ、ステアリングホイール２１の径方向における内周部２１Ｉと外周部２１Ｏのうち主として外周部２１Ｏに第２配線パターン２１Ｂを埋設させることができる。ただし、処理部の検出精度（認識性能）を高くするためには、内周部２１Ｉにのみ第１配線パターン２１Ａを埋設し、外周部２１Ｏにのみ第２配線パターン２１Ｂを埋設する方が好ましい。なお、確認的に記載しておくが、例えば「内周部と外周部のうち主として内周部に埋設された」という文言は「内周部のみに埋設された」態様も含む概念である。また「内周部と外周部のうち主として外周部に埋設された」という文言は「外周部のみに埋設された」態様も含む概念である。

操作者の手によるステアリングホイールへの接触の検出精度（認識性能）を高めた操舵装置及び運輸装置を提供することができる。

１ 車両
２ 操舵装置
３ スピーカ
４ 表示装置
８ 第２制御部
２１ ステアリングホイール
２１Ａ 第１配線パターン
２１Ｂ 第２配線パターン
２１Ｃ 第３配線パターン
２１Ｄ 第４配線パターン
２１Ｅ 第５配線パターン
２１Ｈ 不織布
２１Ｉ 内周部
２１Ｌ 下側部
２１Ｏ 外周部
２１Ｕ 上側部
２４ 第１制御部

Claims (4)

1. ステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールの径方向における内周部と外周部のうち主として内周部に埋設された第１配線パターンと、
   前記ステアリングホイールの径方向における内周部と外周部のうち主として外周部に埋設されると共に、前記第１配線パターンとは絶縁された第２配線パターンと、を備え、
   前記第１配線パターンと前記第２配線パターンは、中立位置における前記ステアリングホイールの下側部に埋設され、
   前記第１配線パターンと前記第２配線パターンのいずれからも絶縁された第３配線パターンが、中立位置における前記ステアリングホイールの上側部に埋設され、
   前記第１配線パターン、前記第２配線パターン、および前記第３配線パターンの静電容量を計測する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第１配線パターンの前記静電容量、又は、前記第３配線パターンの前記静電容量が増加していれば、操作者の手が前記ステアリングホイールに接触していると判断し、そうでなければ前記操作者の前記手が前記ステアリングホイールに接触していないと判断するとともに、
   前記操作者の前記手が前記ステアリングホイールに接触していると判断した場合、前記第３配線パターンの前記静電容量の増加量が所定の数値以上となっているか、又は、前記第１配線パターンの前記静電容量と前記第２配線パターンの前記静電容量の両方が増加していれば、前記操作者が前記ステアリングホイールをしっかり握っていると判断し、そうでなければ前記操作者が前記ステアリングホイールをしっかり握っていないと判断する
   操舵装置。
2. 前記制御部は、前記第１配線パターンの前記静電容量を計測して処理することにより、前記操作者が前記内周部に触れているか否かを判別する
   請求項１に記載の操舵装置。
3. ステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールの径方向における内周部と外周部のうち主として内周部に埋設された第１配線パターンと、
   前記ステアリングホイールの径方向における内周部と外周部のうち主として外周部に埋設されると共に、前記第１配線パターンとは絶縁された第２配線パターンと、を備え、
   前記第１配線パターンと前記第２配線パターンは、中立位置における前記ステアリングホイールの下側部に埋設され、
   前記第１配線パターンと前記第２配線パターンのいずれからも絶縁された第３配線パターンが、中立位置における前記ステアリングホイールの上側部に埋設され、
   前記第１配線パターン、前記第２配線パターン、および前記第３配線パターンの静電容量を計測する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第１配線パターンの前記静電容量を計測して処理することにより、前記ステアリングホイールの操作者が前記内周部に触れているか否かを判別し、
   前記第１配線パターンの前記静電容量、又は、前記第３配線パターンの前記静電容量が増加していれば、操作者の手が前記ステアリングホイールに接触していると判断し、そうでなければ前記操作者の前記手が前記ステアリングホイールに接触していないと判断するとともに、
   前記操作者の前記手が前記ステアリングホイールに接触していると判断した場合、前記第３配線パターンの前記静電容量の増加量が所定の数値以上となっているか、又は、前記第１配線パターンの前記静電容量と前記第２配線パターンの前記静電容量の両方が増加していれば、前記操作者が前記ステアリングホイールをしっかり握っていると判断し、そうでなければ前記操作者が前記ステアリングホイールをしっかり握っていないと判断する
   運輸装置。
4. 前記制御部は、前記第１配線パターンと前記第２配線パターンの静電容量のみ、又は前記第１、前記第２及び前記第３配線パターンの全ての静電容量を計測して処理することにより、ステアリングホイールの操作者のステアリングホイールとの接触状態を判別し、所定の接触状態ではないと判別したときに注意喚起装置に作動を指令する
   請求項３に記載の運輸装置。

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