方向盘单元的制作方法

本发明涉及一种配置有检测乘员的手对方向盘的轮缘部的抓握的接触传感器的方向盘单元(steeringwheelunit)，例如涉及一种有效适用于自动驾驶车辆(在本说明书中还包括自动驾驶辅助车辆。)等的方向盘单元。

背景技术：

例如，提出了如下一种自动驾驶车辆，其以驾驶员的手抓握着方向盘为条件，允许车道保持系统lkas(lanekeepassistsystem)等功能的执行或继续执行，其中，该车道保持系统lkas对驾驶员的方向盘操舵力进行补正，以使自动驾驶车辆沿车道行驶。

在这种自动驾驶车辆中，用于检测乘员对方向盘的接触的接触传感器(检测传感器)设置于该方向盘。

日本发明专利公开公报特开2015-147531号(下面称为jp2015-147531a。)公开了一种转向系统，在该转向系统中，在方向盘的轮缘部的周向上的大致整周、或者轮缘部的除下侧部分以外的其余的周部上设置有电容式传感器作为接触传感器(jp2015-147531a的图1和[0013]段)。

技术实现要素：

然而，在轮缘部的周向上的大致整个圆周上设置有电容式传感器作为检测传感器的方向盘单元中，在所谓的体胖者(fatman)的腹部或下肢的大腿部与轮缘部的下部抵接时，误检测为驾驶员的手正抓握着方向盘的可能性也较高。

此外，在除轮缘部的下侧部分以外的其余的周部上设置有电容式传感器的方向盘单元中，即使驾驶员的手抓握着未形成有电容式传感器的下侧部分，也会误检测为手未接触方向盘。

本发明是考虑到这样的技术问题而完成的，其目的在于，提供一种方向盘单元，其能够避免由于与所谓体胖者(fatman)的腹部或下肢的大腿部的抵接而引起的误检测，并且能够可靠地检测出驾驶员的手对方向盘的抓握(接触)。

本发明所涉及的方向盘单元是配置有接触传感器的方向盘单元，该接触传感器检测乘员对车辆的方向盘的轮缘部的接触，所述接触传感器具有接触灵敏度低下部，所述接触灵敏度低下部构成为：在所述车辆的直行状态下所述方向盘的所述轮缘部的接近驾驶座的座椅面的一侧的部位的接触灵敏度低于所述轮缘部的其余部位的接触灵敏度。

根据本发明，由于将车辆的在直行状态下的方向盘的轮缘部的接近驾驶座的座椅面的一侧的部位的接触灵敏度(相对于电极面的每单位接触面积的静电电容[pf/mm²])构成为比轮缘部的其余部位的接触灵敏度低，因此，体胖者的腹部或下肢的大腿部与所述接触灵敏度低的部位接触的程度下的接触信号的值不会超过阈值，从而避免误检测为乘员接触着方向盘。另一方面，能够以在乘员用手抓握着接触灵敏度低的部位的情况下接触信号的值超过阈值的方式设定该阈值，因此，能够可靠地检测出手的接触、非接触。

所述接触灵敏度低下部被设定为在所述车辆的直行状态下所述方向盘的下端部附近的部位。

如此，由于将接触灵敏度相对较低的部位、即接触灵敏度低下部被设定为在车辆的直行状态下体胖者的腹部或下肢的大腿部有可能接触的方向盘的下端部附近的部位，因此，即使体胖者的腹部或下肢的大腿部接触该部位，也不会发生误检测。

在此，可以采用如下结构：所述接触传感器是遍及所述方向盘的所述轮缘部的整个周向而形成有电极面的电容式传感器，且在所述接触灵敏度低下部中所述电极面的一部分被形成为非导电部。

如此，通过将接触传感器设定为形成有电极面的电容式传感器，在接触灵敏度低下部中将所述电极面的一部分设定为非导电部，能够降低包括所述一部分的导电部处的接触灵敏度。

在此，可以采用如下结构：所述接触灵敏度低下部被形成于从所述方向盘的正面观察时的所述轮缘部的在与周向交叉的方向上的截面的局部。

如此，在轮缘部的截面中局部地形成接触灵敏度低下部，并局部地保留通常接触灵敏度区域，因此，例如在将接触灵敏度低下部设置在方向盘的径向外侧的情况下，对来自方向盘的径向外侧的接触不进行反应，但是，在用手抓握着该部分的情况下，能够检测出接触。

此外，优选所述电极面被设定为被涂布在方向盘的轮缘部的外表面的导电性涂料或者覆盖所述方向盘的轮缘部的外表面的导电片，所述非导电部被设定为未涂布所述导电性涂料的未涂布部分或者所述导电片的缺口部分。

如此，在电极面为导电性涂料的涂布面(或导电片)的情况下，通过使其一部分为非涂布部分(或缺口部分)，能够简单容易地使该部分的静电电容的检测灵敏度低于涂布部分(或没有缺口部分的部分)的检测灵敏度。

根据本发明，由于将车辆的在直行状态下的方向盘的轮缘部的接近驾驶员的座椅面的一侧的部位的接触灵敏度构成为低于轮缘部的其余部位的接触灵敏度，因此，体胖者的腹部或下肢的大腿部与所述接触灵敏度低的部位、即接触灵敏度低下部接触的程度下的接触信号的值不会超过阈值，从而避免误检测为乘员接触着方向盘。另一方面，能够以在乘员用手抓握着接触灵敏度低的部位、即接触灵敏度低下部的情况下接触信号的值超过阈值的方式设定该阈值，因此，能够可靠地检测出手的接触、非接触。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的方向盘单元的正面结构的外观示意图。

图2是图1所示的方向盘单元的轮缘部的ii-ii线的示意性剖视图。

图3是表示作为乘员的体胖者坐在驾驶座的座椅面上的状态的概念图。

图4是图1所示的方向盘单元的电路框图。

图5是表示乘员与方向盘的接触部位和接触信号的对应关系的特性图。

图6是用于说明本实施方式所涉及的方向盘单元的动作的流程图。

图7是表示变形例的方向盘的局部的示意图。

图8是表示乘员与变形例的方向盘的接触部位和接触信号的对应关系的特性图。

具体实施方式

下面，列举优选的实施方式，参照附图对本发明所涉及的方向盘单元详细地进行说明。

[结构]

图1是表示本实施方式所涉及的方向盘单元10的正面结构的外观示意图。

图2是图1所示的方向盘单元10中的轮缘部14的ii-ii线的示意性剖视图。

图3是表示作为乘员h的体胖者坐在驾驶座ds的座椅面ss上的状态的概念图。

在图1、图3中，方向盘单元10具有乘员h操作的用于操纵方向的方向盘12。

方向盘12形成为环形，由轮缘部14、轮辐部16和轮毂部18构成，其中，轮缘部14用于供乘员(驾驶员)h用手抓握(接触)；轮辐部16在车辆直行的位置连结所述轮缘部14的左右侧的部分和下部；轮毂部18连结于转向轴a(参照图3)。

在轮毂部18的内部配置有由ecu(electroniccontrolunit)构成的判定电路(接触判定电路)20。

在轮缘部14上形成有接触传感器30。在图2的剖视图中，上侧是车顶侧，右侧是乘员(驾驶员)h侧，左侧是配置有发动机、马达等机关部侧，下侧是地板侧。

轮缘部14的在方向盘12的轴线方向上的截面具有由多层构成的层叠结构。

如图2所示，作为一例，轮缘部14从截面的中心部向径向外侧依次具有圆环形的芯棒31、由树脂部件构成的基材32、皮革部件33、局部被设定为空白部34的导电部35(导电部空白部混合部)和对包括导电部35(导电部专用部)的基材32整体进行涂覆的保护膜36。

芯棒31构成轮缘部14的骨架。基材32形成为大致圆形截面状，并以足够的厚度包覆芯棒31的整个表面，规定轮缘部14的整体形状。皮革部件33覆盖基材32的整个表面。

上述导电部35通过将导电性涂料涂布到上述皮革部件33上而形成，并覆盖皮革部件33的外表面，换言之，覆盖轮缘部14的除空白部34以外的整个表面。

实际上，空白部34是非涂布部分，在其与皮革部件33之间以及与保护膜36之间几乎没有间隙。

导电部35作为接触传感器30发挥功能。上述保护膜36不妨碍导电性。

作为接触传感器30发挥功能的导电部35也可以是导电片。在是导电片的情况下，空白部34形成为切除部或缺口部。

如图1和图3所示，空白部34被设定为在车辆的直行状态下方向盘12的下端部附近的部位，包括空白部34的导电部35(导电部空白部混合部)的区域(也称为规定部位或规定区域。)被形成为低接触灵敏度区域lsa(接触灵敏度低下部)，不包括空白部34的导电部35(导电部专用部)的区域被形成为普通接触灵敏度区域hsa。此外，在此，鉴于静电电容与乘员h的身体表面和接触传感器30接触的面积(接触面积)成正比，接触灵敏度是指每单位接触面积[mm²]形成的静电电容[pf]。因此，从接触传感器30输出的接触信号st’(参照图4)的值为接触面积[mm²]×接触灵敏度[pf/mm²]＝与接触面积对应的静电电容[pf]。

在图3的例子中，示出了作为体胖者的乘员h的下肢的大腿部与包括空白部34的低接触灵敏度区域lsa接触的状态。在该状态下，大腿部大致与空白部34接触，几乎不与导电部35接触。

图4是方向盘单元10的电路框图。

也作为电极(电极面)发挥功能的接触传感器30与判定电路20电连接。

接触传感器30基本上是将乘员h抓握(接触)方向盘12的手与上述电极之间的静电电容ch[pf]视为接触信号st’[pf]来进行检测的电容式传感器。

接触信号st’作为输入信号被输入到构成判定电路20的cv转换电路40。

cv转换电路40采用公知的积分式(上述jp2015-147531a的[0015]段)或者电荷转移方式等，将与静电电容ch对应的(表示静电电容ch)接触信号st转换为电压[v]的接触信号st[v]而输出。

接触信号st被输入到比较电路42的比较输入端子。

从控制部44对比较电路42的基准输入端子设定阈值th。

当st≥th时，比较电路42将作为比较结果的接触判定结果信号sc输出给控制部44，当st＜th时，比较电路42将非接触判定结果信号snc输出给控制部44。

控制部44向导航装置等娱乐系统装置、lkas装置等行驶系统装置等控制对象46发送与接触判定结果信号sc对应的控制许可信号sp或与非接触判定结果信号snc对应的控制拒绝信号(控制不许可信号)snp。

作为娱乐系统装置，除了上述导航装置以外，还可以包括视听装置等。作为行驶系统装置，除了上述lkas装置以外，还包括自适应巡航控制装置{acc(adaptivecruisecontrol)装置等自动驾驶(包括自动驾驶辅助)装置}等。

图5示出了接触信号st的特性52，该接触信号st表示根据乘员h与方向盘12的轮缘部14(由低接触灵敏度区域lsa和普通接触灵敏度区域hsa构成。)的接触部位(接触方式)而产生的静电电容ch。

当对特性52进行说明时，在乘员h与轮缘部14、即接触传感器30完全不接触的情况下的接触信号st的值为与杂散电容对应的电压v0(st＝v0)。

在乘员h的腿部或腹部与低接触灵敏度区域lsa中的大致空白部34(导电部空白部混合部)接触的情况下的接触信号st的值为电压v1(st＝v1)。

在乘员h的双手抓握着低接触灵敏度区域lsa的情况下(例如在所谓的8点20分位置处的抓握的情况下，其中该所谓的8点20分位置处的抓握为：乘员h的右手抓握着右侧轮辐部16与下部轮辐部16之间的轮缘部14，乘员h的左手抓握着左侧轮辐部16与下部轮辐部16之间的轮缘部14)，换言之，在同时抓握着空白部34和导电部35的情况下的接触信号st的值为大幅度地高于仅大腿部与低接触灵敏度区域lsa抵接时的电压v1的电压v2(st＝v2)。

在乘员h的双手仅抓握着普通接触灵敏度区域hsa、即导电部35(导电部专用部)的情况下，换言之，在抓握着10点10分左右的位置或9点15分左右的位置的情况下的接触信号st的值为更高的电压v3(st＝v3)。

此外，双点划线所示的电压v4表示在乘员h的腿部或腹部与低接触灵敏度区域lsa(导电部空白部混合部)接触的同时，乘员h的双手抓握着普通接触灵敏度区域hsa(导电部专用部)的情况下的接触信号st的电压{st＝v4≈v3+(v1-v0)}。

如图4所示，构成判定电路20的比较电路42将表示静电电容ch的接触信号st作为比较值，将阈值th(参照图5，v1＜th＜v2)作为基准值，并比较这两个值，在st≥th的情况下(st＝v2、v3或v4的情况下)，判定为处于手接触方向盘(手抓握着方向盘12)状态，而输出接触判定结果信号sc。另一方面，在st＜th(st＝v1、v0)的情况下，判定为手未接触方向盘，而将非接触判定结果信号snc输出给控制部44。

控制部44对应于接触判定结果信号sc而将控制许可信号sp发送给控制对象46，或者对应于非接触判定结果信号snc而将控制拒绝信号snp发送给控制对象46。

从控制部44接收到与接触信号st对应的控制许可信号sp的控制对象46、例如娱乐系统装置(的ecu)设定为能够使用上述导航装置等(在该情况下，作为结果，由被判定为正抓握着方向盘12的乘员(驾驶员)h以外的乘员进行的操作)，并且能够执行上述lkas装置等的控制(如果是在执行中的话，则继续执行)。

另一方面，从控制部44接收到与非接触判定结果信号snc对应的控制拒绝信号snp的控制对象46视为乘员(驾驶员)h未抓握着方向盘12，从而拒绝控制对象46的使用、执行(继续执行)。

[动作]

接着，根据图6所示的流程图，对基本上如上那样构成的本实施方式所涉及的方向盘单元10的动作详细地进行说明。此外，只要没有特别说明，执行基于流程图的处理(程序)的是判定电路20的cpu，但是，每次都进行参照会变得繁杂，因此，根据需要进行参照。

图6所示的流程图例如每隔几毫秒(ms)～几十毫秒(ms)重复一次。

在步骤s1中，判定电路20经由cv转换电路40从接触传感器30获得接触信号st。

在步骤s2中，比较电路42将接触信号st的值与阈值th进行比较。

在接触信号st的值大于阈值th(st≥th)的情况下，在步骤s3中，比较电路42向控制部44输出接触判定结果信号sc。在该情况下，在步骤s4中，从判定电路20的控制部44向控制对象46发送控制许可信号sp。

另一方面，在步骤s2的判定中接触信号st的值小于阈值th(st＜th)的情况下，在步骤s5中，比较电路42向控制部44输出非接触判定结果信号snc。在该情况下，在步骤s6中，从判定电路20的控制部44向控制对象46发送控制拒绝信号snp。

[总结和变形例]

如上所述的实施方式所涉及的方向盘单元10构成为配置有接触传感器30的结构，该接触传感器30检测乘员h的(身体的一部分的)手对车辆的方向盘12的轮缘部14的抓握。

在该情况下，接触传感器30构成为在上述车辆的直行状态下方向盘12的轮缘部14的接近驾驶座ds的座椅面ss的一侧的规定部位、即包括空白部34的部位(低接触灵敏度区域lsa)的接触灵敏度[pf/mm²]比轮缘部14的其余部位{不包括空白部34的部位(普通接触灵敏度区域hsa)、即导电部专用部}的接触灵敏度低。

如此，由于将车辆的在直行状态下的方向盘12的轮缘部14的接近驾驶座ds的座椅面ss的一侧的包括空白部34的部位(低接触灵敏度区域lsa)的接触灵敏度[pf/mm²]构成为比轮缘部14的其余部位{不包括空白部34的部位(普通接触灵敏度区域hsa)}低，因此，在体胖者的腹部或下肢的大腿部接触所述接触灵敏度低的规定部位、即空白部34的程度下，仅仅是接触信号st的值(电压)增大(增高)至st＝v1，而不会超过阈值th，从而避免误检测为乘员h接触着方向盘12。

另一方面，在乘员h用手抓握着接触灵敏度低的部位、即包括空白部34的部位(导电部空白部混合部)的轮缘部14的情况下，接触信号st的值增大至st＝v2，成为超过阈值th的值，因此，能够可靠地检测出手接触着方向盘12(不是非接触)。

此外，上述规定部位(导电部空白部混合部)在车辆直行的状态下为方向盘12的下端部附近的部位。在车辆的直行状态下，体胖者的腹部或下肢的大腿部有可能会接触该部位，但是，即使体胖者的腹部或下肢的大腿部接触该部位，由于接触信号st的值为st＝v1而比阈值th小(v1＜th)，因此，也不会发生误检测。

另外，接触传感器30是遍及方向盘12的轮缘部14的周向(圆周方向)的整周而形成有作为电极面的导电部35的电容式传感器，在作为规定部位的低接触灵敏度区域lsa中，作为电极面的导电部35的一部分被形成于作为非导电部的空白部34，因此，能够降低包括空白部34的部位(导电部空白部混合部)的接触灵敏度。

如此，低接触灵敏度区域lsa、即接触灵敏度低下部形成于从方向盘12的正面观察时的轮缘部14的在与周向(圆周方向)交叉的方向上的截面(参照图2)的局部。

即，在轮缘部14的截面中局部形成低接触灵敏度区域lsa(接触灵敏度低下部)，并局部地保留普通接触灵敏度区域hsa。因此，例如，在将低接触灵敏度区域lsa(接触灵敏度低下部)设置在方向盘12的径向外侧的情况下，不对从方向盘12的径向外侧对该低接触灵敏度区域lsa(接触灵敏度低下部)的接触进行反应，但是，在用手抓握着该低接触灵敏度区域lsa(接触灵敏度低下部)的情况下，能够检测到接触。

作为电极面的导电部35被设定为被涂布在方向盘12的轮缘部14的外表面的导电性涂料或者覆盖方向盘12的轮缘部14的外表面的导电片，非导电部被设定为未涂布所述导电性涂料的未涂布部分或者所述导电片的缺口部分即空白部34。即，在电极面为导电性涂料的涂布面或导电片的情况下，通过使其一部分为缺口部分，能够简单容易地使该部分的接触灵敏度(静电电容的检测灵敏度)[pf/mm²]低于没有缺口部分的部分的接触灵敏度。

[变形例]

如图7所示，也可以使空白部34不是图1和图2所示那样的面积较大的缺口部，而构成为具有点状部134(导电部空白部混合部)的方向盘12a，其中，点状部134通过在导电部35挖出多个小直径的点50而形成。点状部134也可以通过涂布或片材形成。

图8示出了接触信号st的特性54，该接触信号st表示根据乘员h与具有点状部134的方向盘12a的轮缘部14(由低接触灵敏度区域lsa和普通接触灵敏度区域hsa构成。)的接触部位(接触方式)而产生的静电电容ch。与用细的双点划线表示局部的原来的特性52相比，接触信号st的值为较高的值。也可以将阈值th相应地设定为较高的值。

此外，本发明不限于上述实施方式，当然可以根据本说明书的记载内容采用各种结构。

【附图标记说明】

10：方向盘单元；12、12a：方向盘；14：轮缘部；20：判定电路；30：接触传感器；34：空白部；35：导电部；hsa：通常接触灵敏度区域；lsa：低接触灵敏度区域。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种方向盘单元(10)，其配置有接触传感器(30)，该接触传感器(30)检测乘员(h)与车辆的方向盘(12、12a)的轮缘部(14)的接触，其特征在于，

所述接触传感器(30)具有接触灵敏度低下部，该接触灵敏度低下部构成为：使在所述车辆的直行状态下所述方向盘(12、12a)的所述轮缘部(14)的接近驾驶座(ds)的座椅面(ss)的一侧的部位的接触灵敏度低于所述轮缘部(14)的其余部位的接触灵敏度，

所述接触传感器(30)是遍及所述方向盘(12、12a)的所述轮缘部(14)的整个周向而形成有电极面的电容式传感器，且在所述接触灵敏度低下部中所述电极面的一部分被形成为非导电部，

所述接触灵敏度低下部被形成于从所述方向盘(12、12a)的正面观察时的所述轮缘部(14)的与周向交叉的方向的截面的局部。

2.根据权利要求1所述的方向盘单元(10)，其特征在于，

所述接触灵敏度低下部被设定为在所述车辆的直行状态下所述方向盘(12、12a)的下端部附近的部位。

3.根据权利要求1或2所述的方向盘单元(10)，其特征在于，

所述电极面被设定为涂布在所述方向盘(12、12a)的所述轮缘部(14)的外表面的导电性涂料或者覆盖所述方向盘(12、12a)的所述轮缘部(14)的外表面的导电片，

所述非导电部被设定为未涂布所述导电性涂料的未涂布部分或者所述导电片的缺口部分。