JP6545225B2 - Steering wheel unit - Google Patents
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Description
この発明は、車両のステアリングホイールに対する人体の接触をセンサにより検出するステアリングホイールユニットに関する。 The present invention relates to a steering wheel unit that detects a human body's contact with a steering wheel of a vehicle by a sensor.
ドライバが主体となって行う手動操舵とシステムが主体となって行う自動操舵とを切り替え可能な車両がある。このような車両は、所定のタイミング、例えば自動操舵から手動操舵への復帰時に、ドライバがステアリングホイールに接触(把持)しているか否かの検出を行う。ステアリングホイールの把持の検出には静電容量センサが用いられる。具体的には、静電容量センサの検出値と所定の閾値とが比較され、ステアリングホイールに対するドライバ(人体)の接触・非接触が検出される。 There are vehicles capable of switching between manual steering performed mainly by a driver and automatic steering performed mainly by a system. Such a vehicle detects whether or not the driver is in contact (grasp) with the steering wheel at a predetermined timing, for example, when returning from automatic steering to manual steering. A capacitance sensor is used to detect the grip of the steering wheel. Specifically, the detection value of the capacitance sensor is compared with a predetermined threshold to detect contact / non-contact of the driver (human body) with the steering wheel.
特許文献1、2には、静電容量センサの検出値と所定の閾値とを比較するものではないものの、静電容量センサを用いてステアリングホイールに対するドライバの接触・非接触を検出する装置が示される。この装置は、イグニッションスイッチ操作時、すなわちステアリングホイールに対してドライバが接触しないときの静電容量センサの検出値を基準値として設定する。そして、車両走行時に静電容量センサの検出値から基準値を減算し、その減算値に基づいてステアリングホイールに対するドライバの接触・非接触を検出する。 Although Patent Documents 1 and 2 do not compare the detection value of a capacitance sensor with a predetermined threshold, a device for detecting contact / non-contact of a driver with a steering wheel using a capacitance sensor is shown. Be This device sets the detection value of the capacitance sensor when the ignition switch is operated, that is, when the driver does not contact the steering wheel, as a reference value. Then, when the vehicle is traveling, the reference value is subtracted from the detection value of the capacitance sensor, and the driver's contact / non-contact with the steering wheel is detected based on the subtraction value.
静電容量センサには劣化等の外乱が発生する。外乱が発生すると静電容量センサの検出値と所定の閾値との比較結果には誤差が生じ、ステアリングホイールに対する人体の接触・非接触の検出精度が低下する。 Disturbances such as deterioration occur in the capacitance sensor. When a disturbance occurs, an error occurs in the comparison result between the detection value of the capacitance sensor and the predetermined threshold value, and the detection accuracy of contact / non-contact of the human body with the steering wheel decreases.
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、外乱が発生したとしても、ステアリングホイールに対する人体の接触・非接触の検出精度の低下を抑制することができるステアリングホイールユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and provides a steering wheel unit capable of suppressing a decrease in detection accuracy of contact / non-contact of a human body with a steering wheel even if a disturbance occurs. The purpose is
本発明は、
車両のステアリングホイールに対する人体の接触をセンサにより検出するステアリングホイールユニットであって、
前記ステアリングホイールに設けられ、前記ステアリングホイールに対する人体の接触および非接触に応じて変化する静電容量の大きさを検出する静電容量センサと、
接触判定閾値と補正判定閾値とを記憶する記憶装置と、
前記静電容量センサの検出値と前記接触判定閾値との比較結果に基づいて前記ステアリングホイールに対する人体の接触および非接触を検出する接触検出部と、
現在の前記検出値を含む直近所定回分の前記検出値の平均値を演算し、前記ステアリングホイールに対する人体の非接触状態でありかつ前記平均値が前記補正判定閾値よりも大きい場合に、前記検出値と前記接触判定閾値との比較で発生する誤差を補正する補正部と、を備える
ことを特徴とする。
The present invention
A steering wheel unit for detecting a contact of a human body with a steering wheel of a vehicle by a sensor,
A capacitance sensor provided on the steering wheel for detecting the magnitude of capacitance changing in accordance with contact and non-contact of a human body with the steering wheel;
A storage device for storing a contact determination threshold and a correction determination threshold;
A contact detection unit that detects contact and non-contact of the human body with the steering wheel based on the comparison result of the detection value of the capacitance sensor and the contact determination threshold;
The average value of the detection values for the most recent predetermined number of times including the current detection value is calculated, and the detection value is obtained when the human body is not in contact with the steering wheel and the average value is larger than the correction determination threshold. And a correction unit configured to correct an error generated by comparing the contact determination threshold value with the contact determination threshold value.
上記構成では、ステアリングホイールに対する人体の非接触状態のタイミングであり、かつ、平均値が補正判定閾値よりも大きくなるタイミングで、静電容量センサの検出値と接触判定閾値との比較で発生する誤差を補正する。このため、静電容量センサの検出値と接触判定閾値との比較が常に適正に行われることになり、外乱が発生したとしても、ステアリングホイールに対する人体の接触・非接触の検出精度の低下を抑制することができる。 In the above configuration, an error occurs in the comparison between the detection value of the capacitance sensor and the contact determination threshold at the timing when the human body does not contact the steering wheel and the timing when the average value becomes larger than the correction determination threshold. Correct the For this reason, the detection value of the capacitance sensor and the contact determination threshold value are always properly compared, and even if a disturbance occurs, the decrease in the detection accuracy of human contact / non-contact with the steering wheel is suppressed. can do.
本発明において、
前記補正部は、前記平均値が前記補正判定閾値よりも大きい場合に、前記誤差の補正として、前記検出値を補正する演算を行い、
前記接触検出部は、演算後の前記検出値と前記接触判定閾値とを比較するようにしてもよい。
In the present invention,
The correction unit performs an operation of correcting the detection value as the correction of the error when the average value is larger than the correction determination threshold.
The contact detection unit may compare the detection value after calculation with the contact determination threshold.
外乱が発生すると、外乱がない場合と比較して静電容量センサの検出値が正常値からずれる。ずれ量はステアリングホイールに対する人体の非接触時に顕在化する。上記構成では、外乱により静電容量センサの検出値が正常値からずれたとしても、検出値を補正する演算を行う。そして、演算後の検出値と接触判定閾値とを比較するため、ステアリングホイールに対する人体の接触・非接触の検出精度の低下を抑制することができる。 When a disturbance occurs, the detected value of the capacitance sensor deviates from the normal value as compared with the case where there is no disturbance. The amount of displacement is manifested when the human body is not in contact with the steering wheel. In the above configuration, even if the detection value of the capacitance sensor deviates from the normal value due to the disturbance, the calculation for correcting the detection value is performed. And since the detection value after calculation and a contact determination threshold value are compared, the fall of the detection precision of the contact / non-contact of the human body with respect to a steering wheel can be suppressed.
本発明において、
前記補正部は、前記平均値が前記補正判定閾値よりも大きい場合に、前記誤差の補正として、前記接触判定閾値を補正する演算を行い、
前記接触検出部は、前記検出値と演算後の前記接触判定閾値とを比較するようにしてもよい。
In the present invention,
When the average value is larger than the correction determination threshold value, the correction unit performs an operation of correcting the contact determination threshold value as the correction of the error.
The contact detection unit may compare the detected value with the contact determination threshold after calculation.
外乱が発生すると、外乱がない場合と比較して静電容量センサの検出値が正常値からずれる。ずれ量はステアリングホイールに対する人体の非接触時に顕在化する。上記構成では、外乱により静電容量センサの検出値が正常値からずれたとしても、接触判定閾値を補正する演算を行う。そして、検出値と演算後の接触判定閾値とを比較するため、ステアリングホイールに対する人体の接触・非接触の検出精度の低下を抑制することができる。 When a disturbance occurs, the detected value of the capacitance sensor deviates from the normal value as compared with the case where there is no disturbance. The amount of displacement is manifested when the human body is not in contact with the steering wheel. In the above configuration, even if the detected value of the electrostatic capacity sensor deviates from the normal value due to the disturbance, the operation of correcting the contact determination threshold value is performed. And since a detected value and the contact determination threshold value after calculation are compared, the fall of the detection precision of the contact / non-contact of the human body with respect to a steering wheel can be suppressed.
本発明において、
前記記憶装置は、前記静電容量センサが故障したときの静電容量の大きさを示す故障判定閾値を更に記憶し、
前記補正部は、前記誤差の補正時と共に前記故障判定閾値を補正する演算を行うようにしてもよい。
In the present invention,
The storage device further stores a failure determination threshold indicating a magnitude of capacitance when the capacitance sensor fails.
The correction unit may perform an operation to correct the failure determination threshold simultaneously with the correction of the error.
上記構成によれば、他の補正と共に故障判定閾値を補正するため、故障判定の精度の低下を抑制することができる。 According to the above configuration, since the failure determination threshold is corrected along with other corrections, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of the failure determination.
本発明において、
前記記憶装置は、前記静電容量センサが故障したときの静電容量の大きさを示す故障情報を更に記憶し、
前記補正部は、前記平均値として、n回分の前記検出値の移動平均値を演算し、前記移動平均値と前記故障情報とを比較して故障判定を行うようにしてもよい。
In the present invention,
The storage device further stores failure information indicating the magnitude of capacitance when the capacitance sensor fails.
The correction unit may calculate a moving average value of the detection values for n times as the average value, and compare the moving average value with the failure information to perform failure determination.
劣化等の外乱が発生した静電容量センサは補正により接触検出が可能であるが、故障した静電容量センサは接触検出が不可能である。上記構成によれば、移動平均値と静電容量センサが故障したときの静電容量の大きさを示す故障情報とを比較して故障判定を行うことにより、静電容量センサの故障を検出することができる。 The capacitance sensor in which a disturbance such as deterioration has occurred can detect a contact by correction, but a faulty capacitance sensor can not detect a contact. According to the above configuration, the failure of the capacitance sensor is detected by comparing the moving average value with the failure information indicating the size of the capacitance when the capacitance sensor is broken. be able to.
本発明において、
前記車両が旋回するときの旋回状態を検出する舵角センサおよび/または角速度センサと、
前記舵角センサおよび/または前記角速度センサにより前記旋回状態が検出され、かつ、前記接触検出部により前記ステアリングホイールに対する人体の接触が検出されない場合に、前記静電容量センサに故障が発生したと推定する故障推定部と、を備えるようにしてもよい。
In the present invention,
A steering angle sensor and / or an angular velocity sensor that detects a turning state when the vehicle turns;
If the turning state is detected by the steering angle sensor and / or the angular velocity sensor, and no contact of the human body with the steering wheel is detected by the contact detection unit, it is estimated that a failure occurs in the capacitance sensor And a failure estimation unit.
車両が旋回状態であるときにドライバはステアリングホイールを操作している。つまりドライバはステアリングホイールに接触している。この状態で静電容量センサの検出値が接触時の検出値である場合、静電容量センサは正常である。一方、静電容量センサの検出値が非接触時の検出値である場合、静電容量センサは故障しているものと推定される。上記構成によれば、静電容量センサの故障判定を、舵角センサおよび/または角速度センサの検出結果を利用して行うため、故障判定の精度が向上する。 The driver is operating the steering wheel when the vehicle is turning. In other words, the driver is in contact with the steering wheel. If the detection value of the capacitance sensor in this state is the detection value at the time of contact, the capacitance sensor is normal. On the other hand, when the detection value of the capacitance sensor is the detection value at the time of non-contact, the capacitance sensor is estimated to be faulty. According to the above configuration, the failure determination of the electrostatic capacity sensor is performed using the detection result of the steering angle sensor and / or the angular velocity sensor, so that the accuracy of the failure determination is improved.
本発明によれば、ステアリングホイールに複数の接触センサを設ける場合であっても、ステアリングホイールに対する乗員の接触状態を適切に判定することができる。 According to the present invention, even when the steering wheel is provided with a plurality of contact sensors, the contact state of the occupant with the steering wheel can be properly determined.
以下、本発明に係るステアリングホイールユニットについて、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。 Hereinafter, a preferred embodiment of the steering wheel unit according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
[1 車両10の構成]
図1に示されるように、本実施形態係るステアリングホイールユニット12は、車両10に設けられる。車両10は、ドライバが主体となって操舵を行う手動操舵と、システム(自動運転装置14)が主体となって操舵を行う自動操舵と、を適宜切り替え可能である。本実施形態では車両10として、操舵の他に駆動、制動の操作をシステムが主体となって行うことが可能な自動運転車両を想定する。車両10は、ステアリングホイールユニット12の他に自動運転装置14と走行装置16と報知装置18とを備える。
[1 Configuration of Vehicle 10]
As shown in FIG. 1, a
自動運転装置14はECUにより構成され、プロセッサ等の演算装置とROMやRAM等の記憶装置とを備える。自動運転装置14は、演算装置が記憶装置に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。自動運転装置14は、自動運転に必要な情報、例えば外界情報(カメラやレーダ等の検出結果)や車両10の走行状態情報(走行速度、加減速度)やナビ情報等を各種センサや装置から取得し、駆動、操舵、制動の操作を自動で行うための制御指示を走行装置16に対して出力する。
The
走行装置16には、駆動力装置20と操舵装置22と制動装置24とが含まれる。駆動力装置20は、駆動力ECUとエンジン・駆動モータを含む駆動源とを有する。駆動力装置20は、ドライバが行うアクセルペダルの操作または自動運転装置14から出力される駆動の制御指示に応じて駆動力を発生させる。操舵装置22は、電動パワーステアリングシステム(EPS)ECUとEPSアクチュエータとを有する。操舵装置22は、ドライバが行うステアリングホイール26の操作または自動運転装置14から出力される操舵の制御指示に応じて操舵力を発生させる。制動装置24は、ブレーキECUと、ブレーキアクチュエータとを有する。制動装置24は、ドライバが行うブレーキペダルの操作または自動運転装置14から出力される制動の制御指示に応じて制動力を発生させる。
The traveling
報知装置18は、報知ECUと表示装置と音響装置と触覚装置とを有する。報知装置18は、自動運転装置14または後述する接触判定装置34から出力される報知指示に従ってドライバに対する報知を行う。
The
[2 ステアリングホイールユニット12の構成]
ステアリングホイールユニット12には、ステアリングホイール26と接触判定装置34とが含まれる。ステアリングホイールユニット12には、更にセンサとして、静電容量センサ28と舵角センサ30と角速度センサ32とが含まれる。
[2 Configuration of steering wheel unit 12]
The
ステアリングホイール26のリムは、断面(ステアリングホイール26の中心軸と平行する断面)が複数層からなる積層構造である。リムにおいては、骨格に相当する芯金の全体を樹脂が覆い、樹脂の一部または全体を静電容量センサ28が覆い、樹脂の残部を弾性部材が覆い、静電容量センサ28および弾性部材を皮革が覆う。
The rim of the
静電容量センサ28は導電部材からなる電極に相当し、周囲の部材から絶縁される。静電容量センサ28は、導電材料の塗装または導電シートにより形成される。静電容量センサ28は、リムの周方向に沿って設けられる。本実施形態では1つの静電容量センサ28がリムの下部を境にリムを周回するように設けられる。リムの下部で静電容量センサ28の両端は絶縁される。静電容量センサ28は、ステアリングホイール26および/またはステアリングホイール26に対して接触する人体との間でコンデンサを形成し、ステアリングホイール26に対する人体の接触および非接触に応じて変化する静電容量の大きさを検出する。本明細書ではこの静電容量の大きさに相当する値を検出値Cとする。
The
舵角センサ30は、ステアリングホイール26の転舵角を検出し、この転舵角を示す信号を接触判定装置34に出力する。角速度センサ32は、車両10の角度移動量を検出し、この角度移動量を示す電気信号を接触判定装置34に出力する。なお、舵角センサ30と角速度センサ32の両者が設けられてもよいし、いずれか一方が設けられてもよい。
The
接触判定装置34はECUにより構成され、センサ回路36とプロセッサ等の演算装置38とROMやRAM等の記憶装置40とを備える。
The
センサ回路36は、静電容量センサ28に通電する電源と、静電容量の大きさに相当する検出値Cを計測する計測装置(例えば電流センサ等)と、静電容量センサ28に対する通電のオン/オフを切り替えるスイッチと、を備える。
The
演算装置38は、記憶装置40に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。本実施形態において演算装置38は、統括制御部42と接触検出部44と補正部46と故障推定部48と報知指示部50として機能する。
統括制御部42は、演算装置38が行う処理を統括すると共に、接触検出部44と補正部46と故障推定部48と報知指示部50が行う処理を除く処理を行う。例えば、統括制御部42は、センサ回路36のスイッチ動作を制御して静電容量センサ28に対する通電・非通電を切り替える。
The
接触検出部44は、センサ回路36の計測装置で計測される検出値Cを認識し、その検出値Cに応じて人体がステアリングホイール26に接触しているか否かを検出する。本実施形態において接触検出部44は、検出値Cと接触判定閾値Cth1との比較結果に基づいてステアリングホイール26に対する人体の接触および非接触を検出する。
The
補正部46は、現在の検出値Cを含む直近所定回分の検出値Cの平均値Cavを演算し、ステアリングホイール26に対する人体の非接触状態であり、かつ、平均値Cavが補正判定閾値Cth2よりも大きい場合に、検出値Cと接触判定閾値Cth1との比較で発生する誤差を補正する。本実施形態において、補正部46は、平均値Cavとしてn回分の検出値Cの移動平均値SMAMを演算する。補正部46は、演算毎に移動平均値SMAMを記憶装置40に格納する。
The
故障推定部48は、舵角センサ30および/または角速度センサ32により旋回状態が検出され、かつ、接触検出部44によりステアリングホイール26に対する人体の接触が検出されない場合に、静電容量センサ28に故障が発生したと推定する。
When the turning state is detected by the
報知指示部50は、ドライバに報知が必要な場合に報知指示を報知装置18に対して出力する。
The
記憶装置40は、各種プログラムの他に、接触検出部44がステアリングホイール26に対する人体の接触・非接触を判定するための接触判定閾値Cth1と、補正部46が補正を実行するか否かを判定するための補正判定閾値Cth2と、静電容量センサ28が故障しているか否かを判定するための故障判定閾値Cth3等の各種閾値および所定値を記憶する。また、静電容量センサ28が故障したときの静電容量の大きさを示す故障情報を記憶する。
The
[3 ステアリングホイールユニット12の動作]
[3.1 接触検出処理]
接触検出部44は、車両電源がオン状態であるときに接触判定を行う。車両電源がオン状態になるタイミングで、統括制御部42は、センサ回路36をオン状態に切り替えて静電容量センサ28に対する通電を開始する。接触検出部44は、静電容量センサ28の検出値Cが記憶装置40に記憶される接触判定閾値Cth1以上である場合に接触と判定し、検出値Cが接触判定閾値Cth1よりも小さい場合に非接触と判定する。ドライバがステアリングホイール26を把持する必要があるにも関わらず非接触と判定される場合には、報知指示部50は報知装置18に対して報知指示を出力する。
[3 Operation of steering wheel unit 12]
[3.1 Contact detection process]
The
更に、接触検出部44は、静電容量センサ28の検出値Cが記憶装置40に記憶される故障判定閾値Cth3以上である場合に故障と判定する。この場合、報知指示部50は報知装置18に対して報知指示を出力する。
Furthermore, when the detection value C of the
[3.2 第1補正処理]
図2を用いてステアリングホイールユニット12が行う第1補正処理に関する説明をする。以下で説明する一連の処理は所定時間毎に繰り返し実行される。第1補正処理は、静電容量センサ28に劣化等の外乱が発生した場合に、静電容量センサ28の検出値C自体を補正して、上記[3.1]で説明した接触検出処理を行うようにするものである。
[3.2 First correction process]
The first correction process performed by the
ステップS1において、接触検出部44は、静電容量センサ28の検出値Cと接触判定閾値Cth1とを比較し、ステアリングホイール26に対するドライバの接触・非接触を検出する。ドライバがステアリングホイール26に接触していない場合、すなわち検出値C<接触判定閾値Cth1である場合(ステップS1:YES)、処理はステップS2に移行する。一方、ドライバがステアリングホイール26に接触している場合、すなわち検出値C≧接触判定閾値Cth1である場合(ステップS1:NO)、一連の処理は終了し、次の一連の処理が開始されるまで待機する。
In step S1, the
ステップS1からステップS2に移行すると、補正部46は、移動平均値SMAMの変化量と所定値とを比較し、移動平均値SMAMの安定状態を判定する。例えば、補正部46は、最新の移動平均値SMAMと前回の移動平均値SMAM-1との差(絶対値)が所定値以下か、または、前回の移動平均値SMAM-1に対する最新の移動平均値SMAMの変化率が所定変化率以下か、により判定する。変化量≦所定値である場合(ステップS2:YES)、処理はステップS3に移行する。一方、変化量>所定値である場合(ステップS2:NO)、一連の処理は終了し、次の一連の処理が開始されるまで待機する。
When the process proceeds from step S1 to step S2, the
ステップS2からステップS3に移行すると、補正部46は、移動平均値SMAMと補正判定閾値Cth2とを比較し、補正が必要であるか否かを判定する。移動平均値SMAM<補正判定閾値Cth2である場合(ステップS3:YES)、処理はステップS4に移行する。一方、移動平均値SMAM≧補正判定閾値Cth2である場合(ステップS3:NO)、処理はステップS5に移行する。
When the process proceeds from step S2 to step S3, the
ステップS3からステップS4に移行すると、補正部46は、静電容量センサ28の検出値Cを補正せずに、上記[3.1]で説明した接触検出処理を行う。
When the process proceeds from step S3 to step S4, the
ステップS3からステップS5に移行すると、補正部46は、静電容量センサ28の検出値Cを補正するための補正値Aを演算する。ここでは、(移動平均値SMAM−現在の補正判定閾値Cth2)を補正値Aとする。補正部46は、補正値Aを記憶装置40に格納する。以後、接触検出部44は検出値Cから補正値Aを減算したうえで、上記[3.1]で説明した接触検出処理を行う。また、報知指示部50が報知装置18に対して報知指示を出力し、ドライバに対して静電容量センサ28に劣化等の外乱が発生していることを報知するようにしてもよい。
When the process proceeds from step S3 to step S5, the
また、補正部46は、移動平均値SMAMと記憶装置40に記憶される故障情報とを比較して故障判定を行う。
In addition, the
なお、ステップS5で補正値Aの演算と共に、報知指示部50が報知装置18に対して報知指示を出力し、ドライバに対して静電容量センサ28に劣化等の外乱が発生していることを報知するようにしてもよい。
Note that the
図2に示される第1補正処理を図3に示される静電容量センサ28の検出値Cの変化と照らし合わせて説明する。図3では時点t0からステアリングホイール26の接触検出処理が開始され、同時に第1補正処理が開始される。ドライバがステアリングホイール26に接触すると、検出値Cは上昇を始め、時点t1で検出値C≧接触判定閾値Cth1となると、接触検出部44はステアリングホイール26に対してドライバが接触していることを検出する。時点t2でn回分の検出値Cが揃うと、補正部46は移動平均値SMAMの演算を始める。この時点では検出値C≧接触判定閾値Cth1であるため、図2のステップS1の判定はNO判定になる。ステップS1のNO判定は時点t3まで続く。
The first correction process shown in FIG. 2 will be described in comparison with the change in the detection value C of the
時点t3で検出値C<接触判定閾値Cth1となると、接触検出部44はステアリングホイール26に対してドライバが接触していないことを検出する。この時点で図2のステップS1の判定はYES判定になる。時点t4で補正部46は移動平均値SMAMが安定したことを検出する。この時点で図2のステップS2の判定はYES判定になる。時点t4の移動平均値SMAMは補正判定閾値Cth2よりも大きいため、図2のステップS3の判定はNO判定になる。このとき補正部46は、補正値Aを演算し、図3に示されるように、検出値Cから補正値Aを減算する。
When the detected value C <contact determination threshold Cth1 at time t3, the
時点t4以降で示されるように、接触検出部44は検出値Cから補正値Aを減算した値を検出値Cとして接触判定を行う。なお、静電容量センサ28に劣化等の外乱が発生しない場合、時点t3以降における検出値Cは、補正判定閾値Cth2以下になるため、図2のステップS1の判定はNO判定となり、検出値Cの補正が行われることはない。
As shown after time point t4, the
[3.3 第2補正処理]
図4を用いてステアリングホイールユニット12が行う第2補正処理に関する説明をする。以下で説明する一連の処理は所定時間毎に繰り返し実行される。第2補正処理は、静電容量センサ28に劣化等の外乱が発生した場合に、接触判定閾値Cth1を補正して、上記[3.1]で説明した接触検出処理を行うようにするものである。なお、図4に示されるステップS11〜ステップS14の処理は、図2に示されるステップS1〜ステップS4の処理と同じであるため、その説明を省略する。
[3.3 Second correction processing]
The second correction process performed by the
ステップS13からステップS15に移行すると、補正部46は、接触判定閾値Cth1を補正する演算を行う。ここでは、{現在の接触判定閾値Cth1+(移動平均値SMAM−現在の補正判定閾値Cth2)}を演算し、新たな接触判定閾値Cth1とする。補正部46は、接触判定閾値Cth1を記憶装置40に格納する。
When the process proceeds from step S13 to step S15, the
ステップS16において、補正部46は、故障判定閾値Cth3を補正する演算を行う。ここでは、{現在の故障判定閾値Cth3+(移動平均値SMAM−現在の補正判定閾値Cth2)}を演算し、新たな故障判定閾値Cth3とする。補正部46は、故障判定閾値Cth3を記憶装置40に格納する。
In step S16, the
更にステップS17において、補正部46は、補正判定閾値Cth2を補正する。ここでは、現在の移動平均値SMAMを新たな補正判定閾値Cth2とする。補正部46は、補正判定閾値Cth2を記憶装置40に格納する。また、報知指示部50が報知装置18に対して報知指示を出力し、ドライバに対して静電容量センサ28に劣化等の外乱が発生していることを報知するようにしてもよい。
Furthermore, in step S17, the
また、補正部46は、移動平均値SMAMと記憶装置40に記憶される故障情報とを比較して故障判定を行う。
In addition, the
図4に示される第2補正処理を図5に示される静電容量センサ28の検出値Cの変化と照らし合わせて説明する。時点t0〜時点t4までの処理の流れは第1補正処理と同じである。時点t4の移動平均値SMAMは補正判定閾値Cth2よりも大きいため、図4のステップS13の判定はNO判定になる。このとき補正部46は、図5に示されるように、接触判定閾値Cth1、補正判定閾値Cth2および故障判定閾値Cth3を補正する。
The second correction process shown in FIG. 4 will be described in comparison with the change of the detection value C of the
時点t4以降で示されるように、接触検出部44は補正後の接触判定閾値Cth1を用いて接触判定を行う。なお、静電容量センサ28に劣化等の外乱が発生しない場合、時点t3以降における検出値Cは、補正判定閾値Cth2以下になるため、図4のステップS11の判定はNO判定となり、接触判定閾値Cth1、補正判定閾値Cth2および故障判定閾値Cth3の補正が行われることはない。
As shown after time t4, the
[3.4 故障推定処理]
図6を用いてステアリングホイールユニット12が行う故障推定処理に関する説明をする。以下で説明する一連の処理は所定時間毎に繰り返し実行される。なお、以下で説明する一連の処理は、自動運転装置14による自動操舵が行われていないとき、すなわち手動操舵中に実行される。
[3.4 Failure estimation processing]
The failure estimation processing performed by the
ステップS21において、故障推定部48は、舵角センサ30および/または角速度センサ32の検出結果に基づいて車両10が旋回する旋回状態であるか否かを判定する。車両10が旋回状態である場合(ステップS21:YES)、処理はステップS22に移行する。一方、車両10が旋回状態でない場合(ステップS21:NO)、一連の処理は終了し、次の一連の処理が開始されるまで待機する。
In step S21, the
ステップS22において、故障推定部48は、接触検出部44の検出結果に基づいてステアリングホイール26に対するドライバの非接触が検出されているか否かを判定する。静電容量センサ28に劣化等の外乱が発生している場合、接触検出部44は、第1補正処理または第2補正処理により補正を行った後に、ステアリングホイール26に対するドライバの接触状態を検出する。非接触が検出される場合(ステップS22:YES)、処理はステップS23に移行する。一方、接触が検出される場合(ステップS22:NO)、一連の処理は終了し、次の一連の処理が開始されるまで待機する。
In step S <b> 22, the
ステップS23において、故障推定部48は静電容量センサ28に故障が発生したものと推定する。車両10が旋回しているときにドライバはステアリングホイール26を操作している。このときステアリングホイール26に対する非接触が検出されるということは、ドライバがステアリングホイール26に接触していることを検出できていない、すなわち、静電容量センサ28が故障していると推定される。故障推定部48は自動運転装置14に対して以後自動操舵を禁止する旨の指示を出力する。また、報知指示部50は報知装置18に対して報知指示を出力し、ドライバに対して静電容量センサ28に故障が発生していることを報知する。このとき、故障推定部48は検出値Cを故障情報として記憶装置40に格納する。
In step S23, the
[4 実施形態のまとめ]
ステアリングホイールユニット12は、ステアリングホイール26に設けられ、ステアリングホイール26に対する人体の接触および非接触に応じて変化する静電容量の大きさを検出する静電容量センサ28と、接触判定閾値Cth1と補正判定閾値Cth2とを記憶する記憶装置40と、静電容量センサ28の検出値Cと接触判定閾値Cth1との比較結果に基づいてステアリングホイール26に対する人体の接触および非接触を検出する接触検出部44と、現在の検出値Cを含む直近所定回分の検出値Cの平均値Cav(移動平均値SMAM)を演算し、ステアリングホイール26に対する人体の非接触状態でありかつ平均値Cavが補正判定閾値Cth2よりも大きい場合に、検出値Cと接触判定閾値Cth1との比較で発生する誤差を補正する補正部46と、を備える。
[4 Summary of the embodiment]
The
上記構成では、ステアリングホイール26に対する人体の非接触状態のタイミングであり、かつ、平均値Cavが補正判定閾値Cth2よりも大きくなるタイミングで、静電容量センサ28の検出値Cと接触判定閾値Cth1との比較で発生する誤差を補正する。このため、静電容量センサ28の検出値Cと接触判定閾値Cth1との比較が常に適正に行われることになり、外乱が発生したとしても、ステアリングホイール26に対する人体の接触・非接触の検出精度の低下を抑制することができる。
In the above configuration, the detection value C of the
上記実施形態の第1補正処理において、補正部46は、平均値Cav(移動平均値SMAM)が補正判定閾値Cth2よりも大きい場合に、誤差の補正として、検出値Cを補正する演算を行う。接触検出部44は、演算後の検出値Cと接触判定閾値Cth1とを比較する。
In the first correction process of the above embodiment, the
外乱が発生すると、外乱がない場合と比較して静電容量センサ28の検出値Cが正常値からずれる。ずれ量はステアリングホイール26に対する人体の非接触時に顕在化する。上記構成では、外乱により静電容量センサ28の検出値Cが正常値からずれたとしても、検出値Cを補正する演算を行う。そして、演算後の検出値Cと接触判定閾値Cth1とを比較するため、ステアリングホイール26に対する人体の接触・非接触の検出精度の低下を抑制することができる。
When a disturbance occurs, the detection value C of the
上記実施形態の第2補正処理において、補正部46は、平均値Cav(移動平均値SMAM)が補正判定閾値Cth2よりも大きい場合に、誤差の補正として、接触判定閾値Cth1を補正する演算を行う。接触検出部44は、検出値Cと演算後の接触判定閾値Cth1とを比較する。
In the second correction process of the above embodiment, the
上記構成では、外乱により静電容量センサ28の検出値Cが正常値からずれたとしても、接触判定閾値Cth1を補正する演算を行う。そして、検出値Cと演算後の接触判定閾値Cth1とを比較するため、ステアリングホイール26に対する人体の接触・非接触の検出精度の低下を抑制することができる。
In the above configuration, even if the detection value C of the
記憶装置40は、静電容量センサ28が故障したときの静電容量の大きさを示す故障判定閾値Cth3を更に記憶する。補正部46は、誤差の補正と共に故障判定閾値Cth3を補正する演算を行う。
The
上記構成によれば、他の補正と共に故障判定閾値Cth3を補正するため、故障判定の精度の低下を抑制することができる。 According to the above configuration, since the failure determination threshold Cth3 is corrected along with other corrections, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of the failure determination.
記憶装置40は、静電容量センサ28が故障したときの静電容量の大きさを示す故障情報を更に記憶する。補正部46は、移動平均値SMAMと故障情報とを比較して故障判定を行う。
The
劣化等の外乱が発生した静電容量センサ28は補正により接触検出が可能であるが、故障した静電容量センサ28は接触検出が不可能である。上記構成によれば、移動平均値SMAMと静電容量センサ28が故障したときの静電容量の大きさを示す故障情報とを比較して故障判定を行うことにより、静電容量センサ28の故障を検出することができる。
The
ステアリングホイールユニット12は、車両10が旋回するときの旋回状態を検出する舵角センサ30および/または角速度センサ32と、舵角センサ30および/または角速度センサ32により旋回状態が検出され、かつ、接触検出部44によりステアリングホイール26に対する人体の接触が検出されない場合に、静電容量センサ28に故障が発生したと推定する故障推定部48と、を備える。
The
車両10が旋回状態であるときにドライバはステアリングホイール26を操作している。つまりドライバはステアリングホイール26に接触している。この状態で静電容量センサ28により接触状態が検出される場合、静電容量センサ28は正常である。一方、静電容量センサ28により非接触状態が検出される場合、静電容量センサ28は故障しているものと推定される。上記構成によれば、静電容量センサ28の故障判定を、舵角センサ30および/または角速度センサ32の検出結果を利用して行うため、故障判定の精度が向上する。
The driver operates the
10…車両 12…ステアリングホイールユニット
26…ステアリングホイール 28…静電容量センサ
30…舵角センサ 32…角速度センサ
40…記憶装置 44…接触検出部
46…補正部 48…故障推定部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ステアリングホイールに設けられ、前記ステアリングホイールに対する人体の接触および非接触に応じて変化する静電容量の大きさを検出する静電容量センサと、
接触判定閾値と補正判定閾値とを記憶する記憶装置と、
前記静電容量センサの検出値と前記接触判定閾値との比較結果に基づいて前記ステアリングホイールに対する人体の接触および非接触を検出する接触検出部と、
現在の前記検出値を含む直近所定回分の前記検出値の平均値を所定時間毎に演算し、前記ステアリングホイールに対する人体の非接触状態でありかつ最新の前記平均値と前回の前記平均値との差の絶対値が所定値よりも小さくかつ前記平均値が前記補正判定閾値よりも大きい場合に、前記検出値と前記接触判定閾値との比較で発生する誤差を補正する補正部と、を備える
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。 A steering wheel unit for detecting a contact of a human body with a steering wheel of a vehicle by a sensor,
A capacitance sensor provided on the steering wheel for detecting the magnitude of capacitance changing in accordance with contact and non-contact of a human body with the steering wheel;
A storage device for storing a contact determination threshold and a correction determination threshold;
A contact detection unit that detects contact and non-contact of the human body with the steering wheel based on the comparison result of the detection value of the capacitance sensor and the contact determination threshold;
The average value of the detection values for the latest predetermined number of times including the current detection value is calculated at predetermined time intervals, and the non-contact state of the human body with respect to the steering wheel and the latest average value and the previous average value And a correction unit that corrects an error that occurs in comparison between the detection value and the contact determination threshold when the absolute value of the difference is smaller than a predetermined value and the average value is larger than the correction determination threshold. Steering wheel unit characterized by
前記補正部は、前記平均値が前記補正判定閾値よりも大きい場合に、前記誤差の補正として、前記検出値を補正する演算を行い、
前記接触検出部は、演算後の前記検出値と前記接触判定閾値とを比較する
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。 In the steering wheel unit according to claim 1,
The correction unit performs an operation of correcting the detection value as the correction of the error when the average value is larger than the correction determination threshold.
The steering wheel unit, wherein the contact detection unit compares the calculated detection value with the contact determination threshold.
前記補正部は、前記平均値が前記補正判定閾値よりも大きい場合に、現在の前記接触判定閾値に前記平均値と前記補正判定閾値との差を加えることで、前記接触判定閾値を補正する演算を行い、
前記接触検出部は、前記検出値と演算後の前記接触判定閾値とを比較する
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。 In the steering wheel unit according to claim 1,
The correction unit is configured to correct the contact determination threshold by adding the difference between the average value and the correction determination threshold to the current contact determination threshold when the average value is larger than the correction determination threshold. Do,
The steering wheel unit, wherein the contact detection unit compares the detected value with the contact determination threshold after calculation.
前記記憶装置は、前記静電容量センサが故障したときの静電容量の大きさを示す故障判定閾値を更に記憶し、
前記補正部は、前記誤差の補正と共に前記故障判定閾値を補正する演算を行う
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。 In the steering wheel unit according to claim 3,
The storage device further stores a failure determination threshold indicating a magnitude of capacitance when the capacitance sensor fails.
The said correction | amendment part performs calculation which correct | amends the said failure determination threshold value with the correction | amendment of the said error. The steering wheel unit characterized by the above-mentioned.
前記記憶装置は、前記静電容量センサが故障したときの静電容量の大きさを示す故障情報を更に記憶し、
前記補正部は、前記平均値として、n回分の前記検出値の移動平均値を演算し、前記移動平均値と前記故障情報とを比較して故障判定を行う
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。 The steering wheel unit according to any one of claims 1 to 4.
The storage device further stores failure information indicating the magnitude of capacitance when the capacitance sensor fails.
The steering wheel unit, wherein the correction unit calculates a moving average value of the detection values for n times as the average value, and compares the moving average value with the failure information to perform failure determination.
前記車両が旋回するときの旋回状態を検出する舵角センサおよび/または角速度センサと、
前記舵角センサおよび/または前記角速度センサにより前記旋回状態が検出され、かつ、前記接触検出部により前記ステアリングホイールに対する人体の接触が検出されない場合に、前記静電容量センサに故障が発生したと推定する故障推定部と、を備える
ことを特徴とするステアリングホイールユニット。 The steering wheel unit according to any one of claims 1 to 5.
A steering angle sensor and / or an angular velocity sensor that detects a turning state when the vehicle turns;
If the turning state is detected by the steering angle sensor and / or the angular velocity sensor, and no contact of the human body with the steering wheel is detected by the contact detection unit, it is estimated that a failure occurs in the capacitance sensor And a failure estimation unit.
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