JP6545225B2 - ステアリングホイールユニット - Google Patents

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。

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。

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。

特許第５８１６８２７号公報 特開２０１５−２３１８２９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１は本実施形態に係るステアリングホイールユニットの構成図である。 図２は第１補正処理のフローチャートである。 図３は静電容量の大きさに相当する検出値の時間変化を示す図である。 図４は第２補正処理のフローチャートである。 図５は静電容量の大きさに相当する検出値の時間変化を示す図である。 図６は故障推定処理のフローチャートである。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ＳＭＡ_Mを演算する。補正部４６は、演算毎に移動平均値ＳＭＡ_Mを記憶装置４０に格納する。

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。

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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ＳＭＡ_Mの変化量と所定値とを比較し、移動平均値ＳＭＡ_M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ＳＭＡ_Mと前回の移動平均値ＳＭＡ_M-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ＳＭＡ_M-1に対する最新の移動平均値ＳＭＡ_M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。

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ＳＭＡ_M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ＳＭＡ_M＜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ＳＭＡ_M≧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。

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。

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ＳＭＡ_M−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。

また、補正部４６は、移動平均値ＳＭＡ_M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。

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。

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ＳＭＡ_M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。

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ＳＭＡ_M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ＳＭＡ_M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。

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。

［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。

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ＳＭＡ_M−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。

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ＳＭＡ_M−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。

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ＳＭＡ_M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。

また、補正部４６は、移動平均値ＳＭＡ_M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。

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ＳＭＡ_M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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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ＳＭＡ_M）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。

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。

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ＳＭＡ_M）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。

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。

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ＳＭＡ_M）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。

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。

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。

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。

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ＳＭＡ_Mと故障情報とを比較して故障判定を行う。

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ＳＭＡ_M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。

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。

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。

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

Claims (6)

1. 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。
2. 請求項１に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
   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
   ことを特徴とするステアリングホイールユニット。
3. 請求項１に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
   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、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。
4. 請求項３に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
   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。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
   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
   ことを特徴とするステアリングホイールユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のステアリングホイールユニットにおいて、
   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
   ことを特徴とするステアリングホイールユニット。

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