JPH10236182A - 操舵状態判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転者の操舵意志を正確に検出できる操舵状
態判別装置を得る。 【解決手段】 キー７を有する操舵軸４に、キー７に周
方向の隙間を存して、キー７に対応する形状のキー溝８
を有するハンドル２のボス部３を外嵌し、キー７の両側
面とキー溝８の両側壁部分との間に、ハンドル２の操舵
荷重を検出する１対の荷重センサ５，５ａをそれぞれ配
設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の運転者の運転
状況を把握する操舵状態判別装置、特に運転者がハンド
ルに自から加える操舵荷重（操舵力）とハンドルに作用
する路面入力に基づく荷重とを識別できるようにした操
舵状態判別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の居眠り状態判別装置において舵角
のみを検出するのでは、路面入力（キツクバツク）など
の外乱の影響を受け、居眠り状態を的確に判別できない
という問題がある。

【０００３】特開平５−２６２１６２号公報に開示され
る居眠り状態判別装置では、ハンドルの舵角と操舵軸に
加わる操舵力とから、外乱による操舵と運転者の意志に
よる操舵との識別を行つている。しかし、上述の居眠り
状態判別装置は、操舵力を検出する検出器の具体的な構
成を開示していないが、操舵軸の操舵力を検出するに
は、重要保安部品である操舵機構の大幅な構造変更を必
要とする。

【０００４】運転者の操舵意志を操舵軸に設けた応力セ
ンサにて検出するものであり、具体的には、操舵軸に歪
みセンサを設けることが考えられるが、操舵軸の応力を
正確に検出することは難しい。なぜなら、操舵軸は一部
品であるために、応力が操舵軸全体に均一に分散し、応
力自体が小さくなるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、運転者の操舵意志を正確に検出できる操舵
状態判別装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成はハンドルのボス部と該ボス部に嵌合
する操舵軸の一方にキー溝を、他方に前記キー溝に周方
向の隙間を存して係合するキーをそれぞれ備え、前記キ
ーと前記キー溝の内の一方の両側壁部分に、ハンドルの
操舵荷重を検出する１対の荷重センサをそれぞれ配設し
たことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】操舵軸の任意の位置に、ハンドル
に何れの方向の操舵荷重（正逆回転トルク）が作用した
否かを検出する１対の荷重センサ（ロードセル）を配設
し、運転者の意志による舵角変化から路面入力による舵
角変化を分離する機能を、遮光円板などを用いた舵角検
出器に付加する。

【０００８】舵角検出器は多数の放射方向のスリツトを
有する遮光円板を操舵軸に結合し、遮光円板の片面側の
発光器からスリツトを通過する光を、遮光円板の他面側
に周方向に並ぶ１対の受光器が検出するように構成す
る。ハンドルの回転による遮光回数から舵角を検出し、
１対の受光器の遮光時期から操舵方向を判別する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明に係る操舵状態判別装置の構成
を示すブロツク図、図２は同操舵状態判別装置における
操舵荷重検出部を示す平面断面図、図３は同操舵状態判
別装置における舵角検出部の構成を示す平面図である。
図１に示すように、本発明による操舵状態判別装置は操
舵荷重検出部と舵角検出部とを操舵軸４に備えている。
操舵荷重検出部はハンドル２のボス部３に設けた軸孔に
対する操舵軸４の上端部の嵌合部に配設され、舵角検出
部は操舵軸４に結合されかつ多数の放射方向のスリツト
を備える遮光円板６と、遮光円板６を挟むように対向し
て車体の非回転部分に配置した発光器１３と１対の受光
器１４，１４ａとから構成される。

【００１０】図２に示すように、ハンドル２のボス部３
は、操舵軸４を嵌挿するための軸孔３ａを備えている。
操舵軸４は操舵機構を介して操向車輪に連結される。操
舵軸４はキー溝７ａに、径外方へ突出する断面長方形を
なすキー７を係止する。一方、ハンドル２のボス部３は
軸孔３ａに、キー７を係合するためのキー７よりも幅の
広いキー溝８を設けられる。キー溝８の両側壁面とキー
７の両側面との間に、１対のロードセルからなる荷重セ
ンサ５，５ａが介装される。操舵軸４とハンドル２との
一方から他方へ回転力が伝達されると、荷重センサ５，
５ａの一方が圧縮荷重を例えば電圧変化として検出す
る。

【００１１】図３に示すように、遮光円板６は径方向の
細長い多数のスリツト６ａを周方向等間隔に設けてな
り、発光ダイオードなどからなる発光器１３からの光が
遮光円板６のスリツト６ａを経て、フオトトランジスタ
などからなる１対の受光器１４，１４ａへ達すると、受
光器１４，１４ａが光を感知し、例えばパルス電圧など
の信号を発生する。１対の受光器１４，１４ａは周方向
に間隔を存して配設され、受光器１４，１４ａの周方向
間隔はスリツト６ａの幅とほぼ同寸とされる。

【００１２】図１に示すように、運転者がハンドル２を
回転すると、荷重センサ５，５ａの検出電圧は増幅器９
により増幅され、リレーコイル１０へ加えられる。リレ
ーコイル１０が励磁されるとスイツチ１０ａが閉じ、後
述する減算器１８の出力がスイツチ１０ａを経て端子Ａ
へ加えられるようになつている。一方、操舵軸４と一緒
に遮光円板６が回転されると、発光器１３からの光がス
リツト６ａを経て受光器１４，１４ａにより感知され
る。受光器１４，１４ａの各検出電圧は増幅器１５によ
り各別に増幅されて方向判定器１６へ加えられ、方向判
定器１６により遮光円板６の回転方向が判別される。方
向判定器１６の出力は加算器１７，１７ａを経て減算器
１８へ加えられる。減算器１８は遮光円板６の中立位置
（車両の直進位置）からの回転量、すなわち舵角に相当
する電圧を端子Ｂへ出力し、また、前述したようにハン
ドル２に操舵荷重（操舵トルク）が作用している時は、
舵角に相当する電圧をスイツチ１０ａを経て端子Ａへも
出力する。

【００１３】増幅器１５の増幅率は例えば受光器１４の
検出電圧には大きく、受光器１４ａの検出電圧には小さ
くされる。操舵軸４が右回転（図３の矢印ｘ方向）する
と、図５に示すように、増幅器１５から受光器１４ａの
低レベルのパルス電圧に続いて、受光器１４の高レベル
のパルス電圧が方向判定器１６へ加えられる。逆に、操
舵軸４が左回転すると、図６に示すように、増幅器１５
から受光器１４の高レベルのパルス電圧に続いて、受光
器１４ａの低レベルのパルス電圧が方向判定器１６へ加
えられる。方向判定器１６は高レベルのパルス電圧と低
レベルのパルス電圧との順序から操舵軸４の回転方向を
判別する。

【００１４】ハンドルが右に操舵された時には加算器１
７で電圧パルスがカウントされ（カウント数をNrとす
る）、ハンドルが左に操舵された時には加算器１７ａで
電圧パルスがカウントされる（カウント数をNlとす
る）。そして、減算器１８にて（Nr−Nl）が計算され、
その値から現在のハンドルの位置が求められる。

【００１５】操舵軸４が路面入力（キツクバツク）に基
づく回転力を受けた場合に、運転者がハンドル２の振れ
を積極的に抑える時は、通常の操舵状態つまり運転者が
ハンドル２を回転する時と同様に、荷重センサ５，５ａ
により操舵力が検出され、荷重センサ５，５ａの検出電
圧は増幅器９により増幅されてリレーコイル１０へ加え
られ、スイツチ１０ａが閉じる。しかし、運転者が居眠
りなどしてハンドル２の振れを積極的に抑えようとしな
い時は、荷重センサ５，５ａは働かず、リレーコイル１
０は励磁されず、スイツチ１０ａは閉じない。

【００１６】したがつて、図１において端子Ａに出力信
号がなく、端子Ｂに出力信号がある条件を満す時、は運
転者の意志による操舵がなかつたと判断することによ
り、本発明の操舵状態判別装置は運転者の操舵反応のみ
を選択的に検出する装置として働く。この出力を、公知
の居眠り検知装置に利用すれば、外乱による影響を除去
できるので、より精度の高い居眠り検知を行うことがて
きる。

【００１７】図４に示す変更実施例では、荷重センサの
出力信号により運転者の居眠りを防止する警報装置を示
す。本実施例は時々刻々検出される荷重センサ５または
５ａの検出電圧を所定時間積算した値が所定値αよりも
小さい状態が所定時間以上継続した場合に、運転者が居
眠りしているものと判断し、警報器２４を作動するよう
にしたものである。

【００１８】時々刻々検出される荷重センサ５，５ａの
検出電圧を増幅器１９により増幅し、増幅された電圧を
計時器２１の信号に基づく所定時間だけ積分器２０によ
り積算し、積算した電圧V1を判定器２２へ加える。

【００１９】判定器２２では電圧V1が所定値αよりも小
ならば（V1≦α）、判定器２２の出力電圧V2を増加して
判定器２２ａへ加える。一方、電圧V1が所定値αよりも
大ならば（V1＞α）、判定器２２の出力電圧V2を０にし
て判定器２２ａへ加える。

【００２０】判定器２２ａでは電圧V2が所定値βよりも
大ならば（V2≧β）、判定器２２ａの出力電圧V3を発振
器２３へ加え、警報器２４を鳴らす。一方、電圧V2が所
定値βよりも小ならば（V2＜β）、判定器２２ａの出力
電圧V3を０にし、警報器２４を停止する。ここで、所定
値αは通常の運転で運転者がハンドルに加える操舵力
（荷重センサ５，５ａに及ぼす荷重）に相当する電圧よ
りも若干低めに設定された電圧であり、所定値βは通常
の運転で運転者が無操舵でいる可能性のある時間Ｔまで
経過した場合に、判定器２２から判定器２２ａへ加えら
れる電圧の値であり、一般に車両の直進安定性と操舵特
性とから決定されるものであるが、任意に設定可能であ
る。つまり、判定器２２から判定器２２ａへ加えられる
電圧V2の値が、電圧V1が所定値α以下である時間（無操
舵時間）を表しており、無操舵時間が所定時間を超えた
場合に、発振器２３へ出力して警報を発するようになつ
ている。

【００２１】以上のように、本発明では運転者に操舵の
意志があり、運転者がハンドルに操舵力を加えた時の荷
重を荷重センサが検出する。したがつて、例えば操舵荷
重検出部における荷重センサの検出電圧と、舵角検出部
における舵角に相当する検出電圧との組合せにより、運
転者の意志による舵角の変化だけを選択的に検出するこ
とができる。

【００２２】本発明では運転者が意志をもつて操舵した
か否かを簡単に判別できるので、例えば運転者の意志に
よる操舵力がハンドルに作用しなかつた時間が所定値を
超える時は、運転者が正常な運転操作を行つていないも
のと判断し、運転者に警報を与えることができる。

【００２３】上述の実施例では、操舵軸にキーを、ボス
部にキー溝をそれぞれ備えているが、逆に操舵軸にキー
溝を、ボス部にキーをそれぞれ備えても同様の作用効果
が得られる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上述のように、ハンドルのボス
部と該ボス部に嵌合する操舵軸の一方にキー溝を、他方
に前記キー溝に周方向の隙間を存して係合するキーをそ
れぞれ備え、前記キーと前記キー溝の内の一方の両側壁
部分に、ハンドルの操舵荷重を検出する１対の荷重セン
サをそれぞれ配設したものであり、単なるハンドルの振
れを分離し、運転者の意志による操舵だけを検出できる
ので、運転者の操舵情報から運転者の運転状態を判断す
る装置としての信頼度を飛躍的に向上できる。

【００２５】本発明では、操舵軸とハンドルとの間に荷
重センサを設け、荷重が全て荷重センサに作用するよう
にしたので、運転者の操舵意志をより正確に検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る操舵状態判別装置の構成を示すブ
ロツク図である。

【図２】同操舵状態判別装置における操舵荷重検出部を
示す平面断面図である。

【図３】同操舵状態判別装置における舵角検出部の構成
を示す平面図である。

【図４】本発明の変更実施例に係る操舵状態判別装置の
構成を示すブロツク図である。

【図５】同舵角検出部の作用を説明する線図である。

【図６】同舵角検出部の作用を説明する線図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ：端子 ２：ハンドル ３：ボス部 ３ａ：軸孔
４：操舵軸 ５，５ａ：荷重センサ ６：遮光円板
６ａ：スリツト ７：キー ７ａ：キー溝 ８：キー溝
９：増幅器 １０：リレーコイル １０ａ：スイツチ
１２：電源端子１３：発光器 １４：受光器 １４
ａ：受光器 １５：増幅器 １６：方向判定器 １７：
加算器 １７ａ：加算器 １８：減算器 １９：増幅器
２０：積分器 ２１：計時器 ２２：判定器 ２２
ａ：判定器 ２３：発振器 ２４：警報器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハンドルのボス部と該ボス部に嵌合する操
   舵軸の一方にキー溝を、他方に前記キー溝に周方向の隙
   間を存して係合するキーをそれぞれ備え、前記キーと前
   記キー溝の内の一方の両側壁部分に、ハンドルの操舵荷
   重を検出する１対の荷重センサを配設したことを特徴と
   する操舵状態判別装置。
2. 【請求項２】舵角検出部が操舵軸に結合されかつ多数の
   放射方向のスリツトを備える遮光円板と、該遮光円板を
   挟むように対向させて車体の非回転部分に配置した発光
   器および周方向に並ぶ１対の受光器とから構成され、前
   記１対の荷重センサの検出信号と前記舵角検出部の検出
   信号とから運転者の操舵状態を判断する、請求項１に記
   載の操舵状態判別装置。