把持判定系统及把持判定方法

技术领域

本发明涉及一种检测转向装置的把持状态的把持判定系统及把持判定方法。

本申请要求基于2021年3月29日申请的日本申请第2021-055796号的优先权，援用所述日本申请中记载的全部记载内容。

背景技术

近年来，广泛普及有一种在表皮层和芯棒之间设置导电层，能够根据所述导电层中的电容变化来检测驾驶员把持或释放轮辋部的转向装置。

例如，在专利文献1中公开有一种转向装置，该转向装置在导电层和芯棒之间设置屏蔽层，在根据电容变化判断驾驶员的把持状态时，减少因所述芯棒而在所述导电层产生的寄生电容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开第2019-166858号公报

发明内容

发明要解决的问题

在基于表皮层与芯棒之间的导电层中的电容变化来检测驾驶员是否把持轮辋部的方法，以下称为电容检测方法，由于在轮辋部内部配置有导电层，所以与驾驶员把持的手的距离较远，且因电容的变化小，所以存在难以检测的问题。

另外，根据转向装置的不同，也有在内部具有加热器的转向装置，在该情况下，在所述电容检测方法中，由于所述加热器引起的寄生电容的影响，也存在检测精度差的问题。

作为代替这种电容检测方法的方法，已知有一种检测出方向盘轴的操舵扭矩，根据检测结果检测驾驶员是否把持轮辋部的方法，以下称为操舵扭矩检测方法。

像钟表一样，在将转向装置的上、下的位置设为12点、6点的方向，并且将左、右的位置设为9点、3点的方向的情况下，驾驶员在转向装置中会把持与3点方向或9点方向对应的位置。但是，在这样的情况下，驾驶员有保持手肘靠在车辆的扶手上的倾向，难以检测操舵扭矩，因此存在检测精度差的问题。

因此，电容检测方法和操舵扭矩检测方法都不能进行高精度的检测。但是，在专利文献1的转向装置中，使用电容检测方法检测驾驶员是否把持轮辋部，不能解决上述问题。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够以更高的精度检测驾驶员是否把持转向装置的把持判定系统及把持判定方法。

解决问题的方法

本发明所涉及的把持判定系统，其在车辆的转向装置的一部分设置电极，进行所述转向装置的把持状态的判定，其特征在于，具备：第一检测部，其检测所述电极的电容；第二检测部，其检测方向盘轴的操舵扭矩；判定部，其根据所述第一检测部和所述第二检测部的检测结果，判定所述转向装置是否被把持。

本发明所涉及的把持判定方法，其在使用设置于车辆的转向装置的一部分的电极来判定所述转向装置的把持状态，其特征在于，从检测所述电极的电容的第一检测部取得检测结果，并从检测方向盘轴的操舵扭矩的第二检测部取得检测结果，根据所述第一检测部和所述第二检测部的检测结果，判定所述转向装置是否被把持。

发明效果

根据本发明，可提供一种能够以更高的精度检测驾驶员是否把持转向装置的把持判定系统及把持判定方法。

附图说明

图1是对第一实施方式所涉及的把持判定系统的主要部分结构进行说明的说明图。

图2是车辆用操舵装置的转向装置的主视图。

图3是图2的III-III线的截面图。

图4是对第一实施方式所涉及的把持判定系统的判定部的把持/非把持的判定处理进行说明的流程图。

图5是对第二实施方式所涉及的把持判定系统的判定部的把持/非把持的判定处理进行说明的流程图。

图6是示出第三实施方式所涉及的把持判定系统的转向装置中的任一个辐条部的基部截面的截面图。

图7是示出第四实施方式的把持判定系统的转向装置中的任一个辐条部的基部截面的截面图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式所涉及的把持判定系统及把持判定方法进行详细说明。

(第一实施方式)

图1是对第一实施方式所涉及的把持判定系统1的主要部分结构进行说明的说明图。第一实施方式所涉及的把持判定系统1具备车辆用操舵装置100，车辆用操舵装置100具有转向装置2。第一实施方式所涉及的把持判定系统1构成为，能够检测车辆(未图示)的驾驶员是否把持转向装置2。

如上所述，车辆用操舵装置100具有转向装置2，经由转向装置2接受驾驶员的操舵输入。方向盘轴200的一端部与转向装置2相连结。通过驾驶员的操舵输入即转向装置2的操作，方向盘轴200绕轴旋转。在方向盘轴200的另一端部卡合有转舵轴400，在转舵轴400的两端分别连结有车轮300。

图2是车辆用操舵装置100的转向装置2的主视图。

转向装置2具有：圆环形状的轮辋部10；轮毂部11，其配置在轮辋部10的中央侧且内装有安全气囊(未图示)。另外，轮毂部11通过3个辐条部3与轮辋部10相连结。轮辋部10被皮革等表皮材料覆盖，轮毂部11及辐条部3例如被树脂部件覆盖。以下，以轮辋部10为圆环形状的情况为例进行说明，但并不限定于此。轮辋部10也包括非圆形，例如D字形状、C字形状的轮辋部10。

即，在将车辆的行进方向设为前后方向的情况下，在车轮300朝向前后方向时，在轮辋部10中，在横向即车宽方向的两处和上下方向的一处连接设置有辐条部3。

详细地说，在隔着轮毂部11的相互相反的一侧，即从轮毂部11到左侧(第一位置)及右侧(第二位置)分别连接设置有辐条部3，在上下方向的下侧连接设置有一个辐条部3。辐条部3从轮辋部10的内侧周面向轮毂部11延伸。

换言之，在轮辋部10的周向上，像钟表一样，将上、下的位置设为12点、6点的方向，并且将左、右的位置设为9点、3点的方向时，辐条部3设置在顺时针方向的3点位置、6点位置、9点位置。

在3个辐条部3中的例如左侧(9点方向)的辐条部3及右侧(3点方向)的辐条部3的所述树脂部件上，设置有具有多个操作按钮的操作面板20(操作部)，以使驾驶员即使在驾驶中也能够操作音响等车载装置。另外，为了美观，在各操作面板20的周围设有装饰部件21。即，装饰部件21构成在操作面板20的周围形成的周围部21。在本实施方式中，在操作面板20中，除了面向轮毂部11的部分以外的边缘都被装饰部件21包围。各装饰部件21例如由具有光泽的树脂而形成。以下，以各操作面板20(装饰部件21)设置在辐条部3上的情况为例进行说明，但并不限定于此。各操作面板20可以横跨轮辋部10及辐条部3而设置，也可以设置在轮辋部10，也可以设置在转向装置2的中央部(轮毂部)。

在第一实施方式所涉及的把持判定系统1的车辆用操舵装置100中，在转向装置2的辐条部3的基部31设置有检测电极，用以检测驾驶员是否把持了转向装置2。以下进行详细说明。

图3是图2的III-III线的截面图。即，图3示出了转向装置2中左侧的辐条部3的基部31的截面。

转向装置2具有芯棒33。芯棒33是构成辐条部3及轮辋部10的骨架的部分，内置于辐条部3及轮辋部10的中心部。芯棒33例如由镁、铝等金属或合金构成。芯棒33被覆盖部32覆盖。即，覆盖部32介于装饰部件21和芯棒33之间。覆盖部32具有绝缘性，例如由聚氨酯、弹性体等构成。

装饰部件21具有多个朝向覆盖部32突出的突出部212。另外，在覆盖部32中，在装饰部件21侧的表面上与各突出部212相对应的位置，凹设有多个与突出部212卡合的卡合凹部321。各突出部212与相对应的卡合凹部321卡合。通过突出部212和卡合凹部321的卡合，装饰部件21安装在覆盖部32上。另外，对装饰部件21实施镀敷处理，装饰部件21整体被导电性的镀层211所覆盖。

在多个突出部212中的任一个突出部212上电连接有端子22。在端子22上连接有与后述的电容检测部50(第一检测部)电连接的电线23。

端子22由铍铜、不锈钢、高导电性的高分子化合物等具有弹性的导电性材料构成。另外，端子22例如形成为具有规定高度的筒状，外嵌于突出部212。端子22的内侧形成为与突出部212相对应的形状。通过突出部212及端子22的嵌合，突出部212经由端子22及电线23与电容检测部50电连接。

以上，对转向装置2中的左侧的辐条部3的基部31的结构进行了说明，但右侧的辐条部3的基部31也具有相同的结构，因此省略详细说明。

即，设置在左侧的辐条部3及右侧的辐条部3上的各操作面板20的装饰部件21整体被导电性的镀层211所覆盖，装饰部件21(镀层211)经由端子22及电线23与电容检测部50电连接。即，镀层211形成在装饰部件21的露出表面侧和非露出背面侧这两个表面上，两个表面上的镀层211被电连接。

另外，如图1所示，第一实施方式所涉及的把持判定系统1具备电容检测部50。如上所述，电容检测部50与左侧的辐条部3的装饰部件21(以下称为左侧装饰部件21)及右侧的辐条部3的装饰部件21(以下称为右侧装饰部件21)相连接。电容检测部50与判定驾驶员是否把持了转向装置2的判定部60相连接。

电容检测部50检测由装饰部件21(镀层211)产生的电容的变化。例如，当驾驶员把持转向装置2，手的一部分接近或接触辐条部3的基部31(装饰部件21)时，通过电容检测部50检测在镀层211与驾驶员的手之间产生的电容。电容检测部50定期地进行电容的检测，将这种检测结果输出到判定部60。

即，在第一实施方式所涉及的把持判定系统1中，左侧装饰部件21及右侧装饰部件21(镀层211)起到电容检测中的检测电极的作用。左侧装饰部件21所涉及的电容的检测结果(第一电容)以及右侧装饰部件21所涉及的电容的检测结果(第二电容)用于判断驾驶员是否把持了转向装置2。

以下，为了方便，将输出到判定部60的左侧装饰部件21所涉及的电容的检测结果称为结果信号S1，将右侧装饰部件21所涉及的电容的检测结果称为结果信号S2。

进而，如图1所示，在车辆用操舵装置100的方向盘轴200上安装有操舵扭矩传感器40。操舵扭矩传感器40检测在方向盘轴200上产生的操舵扭矩。即，操舵扭矩传感器40检测在驾驶员操作转向装置2时绕方向盘轴200产生的旋转力。操舵扭矩传感器40定期地进行操舵扭矩的检测，将与检测出的操舵扭矩相对应的扭矩信号S3输出到判定部60。来自操舵扭矩传感器40的扭矩信号S3用于判断驾驶员是否把持了转向装置2。

判定部60根据结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3，进行驾驶员是否把持转向装置2的判定(以下称为把持/非把持的判定)。另外，判定部60具有存储部61。存储部61是非易失性存储器，在存储部61中存储有用于判断把持/非把持的阈值，即与结果信号S1、结果信号S2及扭矩信号S3相对应的阈值。

图4是对第一实施方式所涉及的把持判定系统1的判定部60的把持/非把持的判定处理进行说明的流程图。

判定部60定期地从电容检测部50及操舵扭矩传感器40接收结果信号S1、结果信号S2及扭矩信号S3，即步骤S101。

接着，判定部60从存储部61读出相对应的阈值，通过与接收到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3进行对比，判定是否存在阈值以上的值，即步骤S102。

当判定接受到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3中至少有一个值为阈值以上时(步骤S102：是)，判定部60判定为驾驶员把持着转向装置2(把持中)，即步骤S103。

另外，当判定接收到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3中没有一个值为阈值以上时(步骤S102：否)，判定部60判定为驾驶员没有把持着转向装置2(非把持中)，即步骤S104。然后，判定部60例如进行经由扬声器播放警告音的指示、或者使仪表板的警告灯点亮的指示等，对驾驶员进行警告，即步骤S105。

一般来说，在驾驶员把持转向装置中的与3点方向或9点方向相对应的位置的情况下，由于手肘靠在车辆的扶手上的情况较多，所以难以用扭矩传感器检测操舵扭矩，因此使用扭矩传感器的把持/非把持的判定的精度差。

与此相反，在第一实施方式所涉及的把持判定系统1中，使用左侧的辐条部3的左侧装饰部件21和右侧的辐条部3的右侧装饰部件21，进行把持/非把持的判定所涉及的电容的检测。即，在第一实施方式所涉及的把持判定系统1中，在转向装置2中的与3点方向及9点方向相对应的位置设置有用于检测驾驶员的把持的检测电极。

第一实施方式所涉及的把持判定系统1，除了由操舵扭矩传感器40检测出的操舵扭矩之外，还基于左侧装饰部件21及右侧装饰部件21的电容的检测结果，进行把持/非把持的判定。因此，在第一实施方式所涉及的把持判定系统1中，能够更正确地进行把持/非把持的判定。

进而，在第一实施方式所涉及的把持判定系统1中，将辐条部3的操作面板20的装饰部件21用作电容检测中的检测电极。因此，不需要另外设置检测电极，所以能够抑制部件数量，并且能够实现把持判定系统1的简化。

以上，以用于电容检测的检测电极即镀层211设置在左侧装饰部件21及右侧装饰部件21上的情况为例进行了说明，但并不限定于此。

另外，在第一实施方式所涉及的把持判定系统1中，镀层211设置在左侧装饰部件21及右侧装饰部件21上，因此不会阻碍转向装置2的美观，所以较适宜。

在以上中，以基于左侧装饰部件21的结果信号S1、右侧装饰部件21的结果信号S2以及来自操舵扭矩传感器40的扭矩信号S3进行把持/非把持的判定的情况为例进行了说明，但并不限定于此。也可以构成为基于结果信号S1和扭矩信号S3进行把持/非把持的判定，或者基于结果信号S2和扭矩信号S3进行把持/非把持的判定。

另外，在以上中，以左侧装饰部件21及右侧装饰部件21在电容检测中起到作为检测电极的作用的情况为例进行了说明，但并不限定于此。也可以在左侧的辐条部3中，左侧装饰部件21与轮辋部10之间的树脂部件上另外设置检测电极，也可以在右侧的辐条部3中，右侧装饰部件21与轮辋部10之间的树脂部件上另外设置检测电极。

进而，在以上中，对通过端子22形成为筒状并外嵌于突出部212，装饰部件21(镀层211)与电容检测部50相连接的情况进行了说明，但并不限定于此。也可以预先在突出部212上嵌入导电性的衬套。在这种情况下，通过在端子22与镀层211之间介入衬套，能够实现端子22与镀层211的电接触性的提高。

并且，在以上中，以用于电容检测的检测电极是设置在左侧装饰部件21及右侧装饰部件21上的镀层211的情况为例进行了说明，但并不限定于此。代替镀层211，也可以是导电性膜、导电性胶带。

另外，在以上中，以对镀层211形成在装饰部件21的露出表面侧和非露出背面侧两侧的表面上的情况为例进行了说明，但并不限定于此。例如，镀层211也可以仅形成在装饰部件21的非露出背面侧的表面上。

而且，如上所述，在镀层211形成在装饰部件21的露出表面侧和非露出背面侧两侧的表面上的情况下，也可以用更透明的材料覆盖装饰部件21的露出表面侧的表面。具体而言，例如实施UV固化、加热固化、通过化学混合的化学固化等的透明树脂涂层、或玻璃涂层等。由此，提高在装饰部件21的露出表面侧的表面形成的镀层211的耐久性和耐磨损性。

(第二实施方式)

图5是对第二实施方式所涉及的把持判定系统1的判定部60的把持/非把持的判定处理进行说明的流程图。

判定部60定期地从电容检测部50及操舵扭矩传感器40接收结果信号S1、结果信号S2及扭矩信号S3，即步骤S201。

接着，判定部60通过将相对应的阈值与接收到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3进行对比，来判定是否存在阈值以上的值，即步骤S202。

当判定接受到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3中至少有一个值为阈值以上时(步骤S202：是)，判定部60根据步骤S202中的判定结果，判定阈值以上的信号是否为2个以上，即步骤S203。

当判定接受到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3中阈值以上的值为2个以上时(步骤S203：是)，判定部60判定为把持中，即步骤S204。

另外，当判定接收到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3中没有一个值为阈值以上时(步骤S202：否)，判定部60判定为处于非把持中，即步骤S205。进而，在步骤S203中，当判定接收到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3中阈值以上的值没有2个以上时(步骤S203：否)，判定部60也判定为非把持中，即步骤S205。

然后，判定部60例如进行经由扬声器播放警告音的指示、或者使仪表板的警告灯点亮的指示等，对驾驶员进行警告，即步骤S206。

如上所述，在第二实施方式所涉及的把持判定系统1中，在接收到的结果信号S1、结果信号S2以及扭矩信号S3中，当阈值以上的值为2个以上时，才判定为把持中。即，在第二实施方式所涉及的把持判定系统1中，用于判定为处于把持中的条件被设为更严格。可以提高驾驶员的安全性。

(第三实施方式)

图6是示出第三实施方式所涉及的把持判定系统1的转向装置2中的任一个辐条部3的基部31的截面的截面图。

在第三实施方式所涉及的把持判定系统1中，也与第一实施方式相同，辐条部3具有操作面板20(装饰部件21)及芯棒33，覆盖部32介于装饰部件21与芯棒33之间。

装饰部件21具有多个朝向覆盖部32突出的突出部212。另外，在覆盖部32中，在与各突出部212相对应的位置凹设有卡合凹部321，各卡合凹部321与相对应的突出部212卡合。通过突出部212和卡合凹部321的卡合，装饰部件21安装在覆盖部32上。

在第三实施方式所涉及的把持判定系统1中，多个突出部212中的一个突出部212A由导电性的金属构成。例如，通过使用双色成型、嵌件成型等方法，能够仅使装饰部件21的多个突出部212中的突出部212A为金属制。包括突出部212A的装饰部件21的表面被实施镀覆处理，并且整体被导电性的镀层211所覆盖。

突出部212A与卡合端子24电连接。卡合端子24经由电线23与电容检测部50相连接。

卡合端子24由导电性材料构成，形成为有底筒状。卡合端子24的内侧形成为与突出部212A相对应的形状，突出部212A插入至卡合端子24内，与卡合端子24相卡合。通过突出部212A及卡合端子24的嵌合，突出部212A经由卡合端子24及电线23与电容检测部50相连接。

以上，对转向装置2中的任一个辐条部3的基部31的结构进行了说明，但另一个辐条部3的基部31也具有相同的结构，因此省略详细说明。

如上所述，第三实施方式所涉及的把持判定系统1具有由导电性的金属构成的突出部212A，包括突出部212A的装饰部件21的表面整体被导电性的镀层211所覆盖。另外，突出部212A插入到由导电性材料构成且呈有底筒状的卡合端子24内，与卡合端子24相卡合。

因此，在第三实施方式所涉及的把持判定系统1中，确保了较大的突出部212A与镀层211的接触面积。因此，在将突出部212A插入到卡合端子24内的制造过程中，即使在镀层211剥离的情况下，也能够保证突出部212A与卡合端子24的电连接。

对于与第一实施方式相同的部分，标注相同的符号并省略详细的说明。

(第四实施方式)

图7是示出第四实施方式所涉及的把持判定系统1的转向装置2中的任一个辐条部3的基部31的截面的截面图。

在第四实施方式所涉及的把持判定系统1中，也与第一实施方式相同，辐条部3具有操作面板20(装饰部件21)及芯棒33，覆盖部32介于装饰部件21与芯棒33之间。

装饰部件21具有多个朝向覆盖部32突出的突出部212。装饰部件21的表面被实施镀覆处理，并且整体被导电性的镀覆层211所覆盖。

另外，在覆盖部32中，在与各突出部212相对应的位置凹设有卡合凹部321，各卡合凹部321与相对应的突出部212卡合。通过突出部212和卡合凹部321的卡合，装饰部件21安装在覆盖部32上。

在第四实施方式所涉及的把持判定系统1中，在装饰部件21(镀层211)上固定有端子22A。端子22A与电容检测部50相连接。

端子22A由导电性材料构成，形成为扁平环形状。通过使螺钉25穿过端子22A的内孔，与设置在装饰部件21上的螺钉孔213相螺合，端子22A被螺钉固定在装饰部件21上。另外，由此，端子22A与装饰部件21的镀层211电连接。即，装饰部件21经由端子22A及电线23与电容检测部50相连接。

以上，对转向装置2中的任一个辐条部3的基部31的结构进行了说明，但另一个辐条部3的基部31也具有相同的结构，因此省略详细说明。

如上所述，在第四实施方式所涉及的把持判定系统1中，端子22A被螺钉固定在装饰部件21上。由此，介于装饰部件21和端子22A之间的镀层211不会剥离，因此能够保证装饰部件21(镀层211)和端子22A的电连接。

对于与第一实施方式相同的部分，标注相同的符号并省略详细的说明。

符号说明

1…把持判定系统 2…转向装置

3…辐条部 10…轮辋部

20…操作面板(操作部) 21…装饰部件(周围部)

22、22A…端子 24…卡合端子

31…基部 32…覆盖部

33…芯棒

40…操舵扭矩传感器(第二检测部)

50…电容检测部(第一检测部)

60…判定部 211…镀层(电极)

212、212A…突出部。