判定系统、车辆控制系统、车辆、判定方法以及介质与流程

本发明涉及判定系统、车辆控制系统、车辆、判定方法以及介质。

背景技术：

在搭载有与自动驾驶、高级驾驶辅助相关的功能的车辆中，驾驶员如何握持方向盘是重要的信息。例如，当系统中发生失灵、故障的情况下，通过在判定驾驶员正在可靠地握持方向盘进行驾驶的基础上来控制车辆的运动，能够使车辆的行驶状态稳定。

例如，专利文献1中使用设置于方向盘上的接触检测传感器、转向的扭矩传感器来检测方向盘是否被握持。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-52379号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

另一方，在与高级驾驶辅助等相关的功能中存在控制车辆时的多个级别(模式)。对方向盘的握持状态、握持位置等所要求的状态因各个级别而不同。因此，例如，对方向盘的握持状态进行判定，进而根据该状态来决定能够迁移的级别。在专利文献1的技术中，虽然能够对是否握持方向盘进行判定，但是无法检测方向盘的握持位置。

因此，本发明的目的在于检测方向盘的握持位置。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明具有以下的构成。即，一种判定系统，其具有：

第一获取单元，其获取根据对车辆所具备的方向盘的接触位置而进行变动的静电电容的值；

第二获取单元，其获取所述方向盘中的扭矩的值；以及

判定单元，其基于所述静电电容的值以及所述扭矩的值来判定所述方向盘的握持位置。

发明效果

根据本发明，能够检测方向盘的握持位置。

附图说明

图1是实施方式所涉及的车辆用控制装置的框图。

图2是对实施方式所涉及的方向盘周围的概念构成进行表示的图。

图3是对实施方式所涉及的ecu的软件构成的例子进行表示的图。

图4是表示实施方式所涉及的方向盘的构成例的图。

图5是用于对根据方向盘的握持位置而进行变动的静电电容进行说明的图。

图6是用于对根据握持状态而进行变动的静电电容和扭矩进行说明的图。

图7是实施方式所涉及的判定处理的流程图。

附图标记说明

21：ecu；31：方向盘；201：静电电容传感器；202：扭矩传感器；301：传感器信息获取部；302：握持类型管理部；303：握持位置判定部。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

图1是本发明的一个实施方式所涉及的车辆用控制装置的框图，对车辆1进行控制。在图1中，以俯视图和侧视图来表示车辆1的概略。作为一个例子，车辆1为轿车型的四轮乘用车。

图1的控制装置包括控制单元2。控制单元2包括通过车内网络而连接为能够通信的多个ecu20～ecu29。各ecu作为包括以cpu为代表的处理器、半导体存储器等存储设备、与外部设备的接口等的计算机而发挥功能。存储设备中储存有处理器所执行的程序、处理器在处理中所使用的数据等。各ecu可以具备多个处理器、存储设备以及接口等。

以下，对各ecu20～ecu29所负责的功能等进行说明。此外，能够对ecu的数量、所负责的功能进行适当设计，可以比本实施方式细化或者整合。

ecu20执行与车辆1的自动驾驶相关的控制。在自动驾驶中，对车辆1的转向、和加速减速的至少任一方进行自动控制。在后述的控制例中，对转向和加速减速双方进行自动控制。

ecu21控制电动动力转向装置3。电动动力转向装置3包括根据驾驶员对方向盘31的驾驶操作(转向操作)来使前轮转向的机构。另外，电动动力转向装置3包括发挥辅助转向操作或者用于使前轮自动转向的驱动力的马达、检测转向角的传感器等。在车辆1的驾驶状态为自动驾驶的情况下，ecu21根据来自ecu20的指示而对电动动力转向装置3进行自动控制，并控制车辆1的行进方向。

ecu22以及ecu23进行检测车辆的周围状况的检测单元41～43的控制以及检测结果的信息处理。检测单元41是对车辆1的前方进行拍摄的摄像机(以下，有时表述为摄像机41。)，在本实施方式的情况中，其安装于车辆1的车顶前部且前窗的车厢内侧。通过对摄像机41所拍摄的图像进行解析，能够提取目标的轮郭、道路上的车道的区划线(白线等)。

检测单元42为lightdetectionandranging(lidar：光学雷达)(以下，有时表述为光学雷达42)，其对车辆1的周围的目标进行检测，或者对与目标之间的距离进行测距。在本实施方式的情况中，设置有五个光学雷达42，在车辆1的前部的各角部分别设置有一个，在后部的中央设置有一个，在后部的各侧方分别设置有一个。检测单元43为毫米波雷达(以下，有时表述为雷达43)，其对车辆1的周围的目标进行检测，或者对与目标之间的距离进行测距。在本实施方式的情况下，设置有五个雷达43，在车辆1的前部的中央设置有一个，在前部的各角部分别设置有一个，在后部的各角部分别设置有一个。

ecu22进行一方的摄像机41和各光学雷达42的控制以及检测结果的信息处理。ecu23进行另一方的摄像机41和各雷达43的控制以及检测结果的信息处理。通过具备两组检测车辆的周围状况的装置，能够提高检测结果的可靠性，另外，通过具备摄像机、光学雷达、雷达这样的不同种类的检测单元，能够多方面地进行车辆的周边环境的解析。

ecu24进行陀螺仪传感器5、gps传感器24b、通信装置24c的控制以及检测结果或者通信结果的信息处理。陀螺仪传感器5检测车辆1的旋转运动。根据陀螺仪传感器5的检测结果、车轮速度等，能够判定车辆1的行进路线。gps传感器24b检测车辆1的当前位置。通信装置24c与提供地图信息、交通信息的服务器进行无线通信来获取这些信息。ecu24能够访问构筑在存储设备中的地图信息的数据库24a，ecu24进行从当前所在地向目的地的路径探索等。

ecu25具备车与车之间通信用的通信装置25a。通信装置25a与周边的其他车辆进行无线通信，进行车辆间的信息交换。

ecu26控制动力装置6。动力装置6是输出使车辆1的驱动轮旋转的驱动力的机构，例如包括发动机和变速器。ecu26例如根据由设置于油门踏板7a的操作检测传感器7a所检测到的驾驶员的驾驶操作(油门操作或者加速操作)来控制发动机的输出，或者基于车速传感器7c所检测到的车速等信息来切换变速器的变速挡。在车辆1的驾驶状态为自动驾驶的情况下，ecu26根据来自ecu20的指示而对动力装置6进行自动控制，并控制车辆1的加速减速。

ecu27对包括方向指示器8(方向指示灯)的照明器件(前照灯、尾灯等)进行控制。在图1的例子的情况下，方向指示器8设置于车辆1的前部、车门镜以及后部。

ecu28进行输入输出装置9的控制。输入输出装置9相对于驾驶员输出信息以及接受由驾驶员输入的信息。语音输出装置91通过语音对驾驶员报告信息。显示装置92通过图像的显示对驾驶员报告信息。显示装置92例如配置于驾驶席前方，并构成仪表盘等。此外，在此举例示出了语音和显示，但是也可以通过振动、光来报告信息。另外，可以组合语音、显示、振动或光中的多个来报告信息。进一步地，可以根据须报告的信息的级别(例如紧急度)来使组合不同、或者使报告方式不同。

输入装置93是配置于驾驶员能够操作的位置而对车辆1进行指示的开关组，但是也可以包括语音输入装置。

ecu29控制制动装置10、驻车制动(未图示)。制动装置10例如为盘式制动装置，并设置于车辆1的各个车轮，通过对车轮的旋转施加阻力而使车辆1减速或者停止。ecu29例如根据由设置于制动踏板7b的操作检测传感器7b所检测到的驾驶员的驾驶操作(制动操作)而对制动装置10的动作进行控制。在车辆1的驾驶状态为自动驾驶的情况下，ecu29根据来自ecu20的指示而对制动装置10进行自动控制，并控制车辆1的减速以及停止。制动装置10、驻车制动也能够为了维持车辆1的停止状态而进行动作。另外，在动力装置6的变速器具备驻车锁定机构的情况下，还能够为了维持车辆1的停止状态而使该驻车锁定机构进行动作。

图2是对本实施方式所涉及的方向盘周围的构成例进行表示的图。在方向盘31上设置有各种传感器，在本实施方式中，包括静电电容传感器201和扭矩传感器202。静电电容传感器201对方向盘31中流动的静电电容进行检测。检测静电电容而得的值根据方向盘31的握持状态而不同。随后会用图5对检测的静电电容与握持状态的关系进行叙述。扭矩传感器202对方向盘31中的、顺时针或逆时针方向的转向扭矩(以下，简称扭矩)进行检测。静电电容传感器201以及扭矩传感器202的检测结果被分别输入ecu21。

图3是对作为本实施方式所涉及的判定系统而发挥功能的ecu21的软件构成的例子进行表示的图。在此，仅示出针对本实施方式所涉及的功能的部位，但是也可以包括除此以外的部位。在本实施方式中，ecu21构成为包括未图示的cpu以及存储部，通过cpu读取并执行存储部中保存的程序来实现图3所示的各部位。此外，并不限于该构成，例如可以为通过专用的处理电路等来提供图3的各功能这样的构成。

传感器信息获取部301获取各种传感器所检测到的信息。在本实施方式中，获取图2所示的静电电容传感器201以及扭矩传感器202的检测结果。握持类型管理部302关联并保存从各传感器获取的值和方向盘31的握持类型。该对应关系被预先规定且由存储部(未图示)保存。握持位置判定部303使用由传感器信息获取部301所获取的信息、以及由握持类型管理部302所管理的握持类型来判定方向盘31的握持状态。

[方向盘]

图4是表示本实施方式所涉及的方向盘的构成例的图。图4(a)表示方向盘31中的握持位置。在此作为握持位置而表示了七个位置(位置“1”～位置“7”)，但是并不限于此。另外，方向盘31的形状不受图4限定。

图4(b)表示由方向盘31中的静电电容传感器201所检测的区域(检测区域)的构成例。在图4(b)中，斜线所示的检测区域401表示能够由静电电容传感器201来检测静电电容的范围。此外，检测区域401并不限于设置在方向盘31中的、驾驶员侧的一面，也可以设置在方向盘31的侧部、背侧。将检测区域401中的由静电电容垫等构成的电极设置在方向盘31的表面或其附近(例如方向盘的内部)，并通过手、手指等物体进行接触来使电流流动。

另外，设置于方向盘31的检测区域401所形成的区域的尺寸因位置而不同。在图4(b)的例子的情况下，在图4(a)所示的握持位置中的位置“3”(图4(b)的m的位置)和位置“6”(图4(b)的n的位置)中，静电电容传感器201的检测区域形成为较窄的构成。另外，在方向盘31的内侧的位置(图4(b)的x、y的位置)未形成有检测区域401。图4(b)的x、y的位置为在车辆的行驶中有可能供驾驶员搭靠、放置手等的位置。

图5是用于对与方向盘31的握持状态对应的、由静电电容传感器201检测的值的变动进行说明的图。在图5中，以纵轴表示检测到的静电电容[pf]，以横轴表示图4(a)中所示的握持位置。在各位置中，以用单手进行握持的情况为例来进行说明。

值501表示的是在方向盘31为非握持的状态或方向盘31上未接触有物体的状态下所输出的静电电容。虽然除了手、手臂以外，例如腿、腹部等身体的局部也能够接触方向盘31，但是该值501指的是未与这些部位接触的状态的值。阈值502表示在判定为方向盘31与某种物体接触时所使用的阈值。可以将阈值502设定为与值501相对的相对值，例如，设定在成为自非握持情况下的静电电容的值501起的检测误差的范围内。在此，阈值502≥值501。因此，当检测到值501与阈值502之间的值的情况下，可以将握持状态判定为“不确定”，也可以判定为非握持。值503表示在各握持位置中进行握持的情况下所检测到的静电电容的平均值。范围504表示在各握持位置中进行了握持时的变动幅度。

握持时的静电电容的检测值因握持位置而不同，但是该值会根据设置于方向盘31的检测区域401的形状而发生变动。具体而言，在各握持位置中，与握持其他位置的情况相比，握持位置“3”和位置“6”的情况下的静电电容的值较低。这是由于，如图4(b)中所示的那样，检测区域401比其他位置窄。此外，检测的静电电容会根据右撇子或左撇子、右方向盘或左方向盘等车辆的结构或驾驶员的特性而进行变动，但是在此使用图5所示的检测结果的平均值作为例子来进行说明。

图6表示与方向盘31的握持状态对应的、静电电容传感器201的检测结果608(静电电容[pf])以及扭矩传感器202的检测结果609(扭矩[m·n])的例子。在扭矩传感器202的检测结果609中，将正(+)作为逆时针方向、负(-)作为顺时针方向来进行说明。在图6中，横轴表示时间的经过，并示出了使驾驶员对方向盘31的握持状态向单手握持(位置“3”)、放手(非握持)、利用三根手指握持(抓持：位置“4”)迁移的情况的例子。

在时刻601，开始驾驶员所进行的单手握持(位置“3”)。与之相伴地通过静电电容传感器201所检测的静电电容增加。之后，在时刻602，随着进行对方向盘31的放手(非握持)，所检测的静电电容降低。进一步地，在时刻603，通过利用三根手指握持方向盘31(三根手指抓持：位置“4”)，使所检测的静电电容增加，在结束三根手指抓持的时刻604，所检测的静电电容降低。此时，在三根手指抓持的期间607中所检测的静电电容低于在单手握持的期间605中所检测的静电电容。这是由于，比起单手握持，在三根手指抓持中，方向盘31的检测区域中接触有物体(手)的范围较窄。

另外，如图6所示，在单手握持的期间605和三根手指抓持的期间607中，通过扭矩传感器202检测到转向扭矩的变动。这是由于，通过进行握持，由对方向盘31的操作、手等物体带来的加重而产生扭矩。另一方面，在放手的期间606中，通过扭矩传感器202检测的转向扭矩的变动小于进行接触的期间605、607。

如图6所示，随着握持状态的变化，静电电容传感器201以及扭矩传感器202的检测结果也几乎在相同时刻进行变化。在本实施方式中，使用该两个检测结果来判定对方向盘31的握持状态。

此外，虽然未在图6中表示，但是在同时握持图4(a)所示的各位置中的两个位置(例如，对称的位置“2”和位置“7”)的情况下，左右的负载(操作)中也会产生差异，也会检测到扭矩。

[处理流程]

图7表示本实施方式所涉及的握持判定处理的流程图。通过ecu21所具备的cpu读取并执行保存于存储部中的程序来实现本处理流程。另外，例如在车辆迁移为进行驾驶辅助控制的模式的情况等、需要监视驾驶员所进行的方向盘31的握持状态的情况下开始本处理流程。

在本实施方式中，以图4(a)所示的握持位置为前提，作为一个例子而将握持类型定义如下。

握持类型1：在位置“1”、“2”、“4”、“5”、“7”的任一位置中的单手握持

握持类型2：在位置“3”、“6”的任一位置中的单手握持

握持类型3：以手指握持

握持类型4：存在对检测区域以外的接触。例如，对图4(b)的x、y的位置的接触、配置(以下，称为搭手操作)等

非握持：不存在对方向盘31的接触

此外，握持类型不限于上述，可以根据检测区域的范围、方向盘的形状、握持位置的分类等而变动。另外，与以下所示的各阈值以及握持类型相关的信息被保存在握持类型管理部302中。

在s701中，传感器信息获取部301获取静电电容传感器201以及扭矩传感器202的检测结果。

在s702中，握持位置判定部303对静电电容传感器201的检测结果是否为阈值a以上进行判定。将此处的阈值a设定为用于判定是否在图4(a)所示的位置“3”、位置“6”以外处进行握持的值。对阈值a的值没有特别限定，例如可以基于根据图5中所示的各种握持的类型而得到的检测结果来进行预先决定。在判定为检测结果为阈值a以上的情况(s702中为是)下进入s703，在判定为小于阈值a的情况(s702中为否)下进入s704。

在s703中，握持位置判定部303将驾驶员的握持位置确定为握持类型1。然后，结束本处理流程。

在s704中，握持位置判定部303对扭矩传感器202的检测结果是否为阈值b以上进行判定。此处的阈值b用于对方向盘31是否被在顺时针或逆时针方向上施加规定量以上的负载进行判定。对阈值b的值没有特别限定，例如可以基于根据各种握持的类型而得到的检测结果(负载的值)来进行预先决定。在判定检测结果为阈值b以上的情况(s704中为是)下进入s705，在判定小于阈值b的情况(s704中为否)下进入s708。

在s705中，握持位置判定部303对静电电容传感器201的检测结果是否小于阈值a且为阈值c以上进行判定。将此处的阈值c设定为用于判定是否在图4(a)所示的位置“3”或位置“6”处进行握持的值。如上所述，在本实施方式所示的构成中，比起其他位置，位置“3”、位置“6”的检测区域401较小，因此即使同样地受到握持，检测的静电电容也较小。对阈值c的值没有特别限定，例如可以基于根据图5所示的各种握持的类型而得到的检测结果来进行预先决定。在判定为检测结果小于阈值a且为阈值c以上的情况(s705中为是)下进入s706，在判定为小于阈值c的情况(s705中为否)下进入s707。

在s706中，握持位置判定部303将驾驶员的握持位置确定为握持类型2。然后，结束本处理流程。

在s707中，握持位置判定部303将驾驶员的握持位置确定为握持类型3。然后，结束本处理流程。

在s708中，握持位置判定部303对扭矩传感器202的检测结果大于阈值d的状态是否持续规定时间以上进行判定。对阈值d的值没有特别限定，例如可以基于根据各种握持的类型而得到的检测结果(负载的值)来进行预先决定。另外，对于规定时间，也可以根据握持类型、驾驶员的特性来进行预先决定。例如可以基于扭矩传感器202的检测结果的获取周期等来决定此处的规定时间。在判定为大于阈值d的扭矩持续了规定时间以上的情况(s708中为是)下进入s709，判定为并非如此的情况(s708中为否)下进入s710。

在s709中，握持位置判定部303将驾驶员的握持位置确定为握持类型4。然后，结束本处理流程。

在s710中，握持位置判定部303确定为驾驶员没有握持方向盘31。然后，结束本处理流程。

可以将以上的握持类型的判定结果用于本车辆的控制，例如用于判断是否可以从驾驶辅助模式向手动驾驶模式切换。具体而言，作为车辆控制系统而发挥功能的控制单元2可以在确定握持位置为握持类型1、握持类型2的情况下进行控制以许可向手动驾驶模式的切换。

或者在具备多个驾驶辅助模式(级别)的情况下，可以设为能够根据握持类型而向模式的各个级别进行迁移。

以上，根据本实施方式，能够在确定是否握持方向盘的基础上确定该握持位置、更详细的握持状态。另外，如图4(b)所示，设置与方向盘成为一体的检测区域，从而不需要在方向盘上的多个位置分别设置传感器。其结果是，能够抑制成本。另外，能够抑制在各传感器分别发生故障时在某一位置中无法检测握持状态的现象。

在上述的实施方式中，作为传感器而例举了静电电容传感器和扭矩传感器的组合来进行了说明。但是，并不限于该构成，例如作为静电电容传感器的替代，可以使用检测按压力的传感器。

另外，在上述例子中以单手握持为前提进行了说明，但并不限于此，也可以为将双手握持进一步定义为握持类型那样的构成。

＜实施方式的总结＞

1、上述实施方式的判定系统(例如21)具有：

第一获取单元(例如301)，其获取根据对车辆(例如1)所具备的方向盘(例如31)的接触位置而进行变动的静电电容的值；

第二获取单元(例如301)，其获取所述方向盘中的扭矩的值；以及

判定单元(例如303)，其基于所述静电电容的值以及所述扭矩的值来判定所述方向盘的握持位置。

根据该实施方式，能够在确定是否握持方向盘的基础上确定该握持位置、更详细的握持状态。

2、在上述实施方式的基础上，所述判定系统还具备保存单元(例如302)，所述保存单元保存对所述方向盘的握持类型、与所述静电电容以及所述扭矩各自的值对应的对应关系进行表示的信息，

所述判定单元基于所述静电电容的值以及所述扭矩的值与所述保存单元中保存的信息来判定所述方向盘的握持位置。

根据该实施方式，能够根据静电电容的值以及扭矩的值来确认方向盘的握持类型。

3、在上述实施方式的基础上，用于检测所述静电电容的电极设置于所述方向盘的表面附近，

所述电极形成为根据所述方向盘的握持位置而产生不同的静电电容。

根据该实施方式，能够检测与握持位置对应的静电电容的变动。

4、在上述实施方式的基础上，所述方向盘的扭矩根据所述方向盘的转向或对所述方向盘的负载来进行变动。

根据该实施方式，能够检测与对方向盘的操作或负载对应的扭矩的变动。

5、上述实施方式的车辆控制系统(例如2)具有判定系统(例如21)以及控制单元，所述判定系统具有：

第一获取单元(例如301)，其获取根据对车辆(例如1)所具备的方向盘(例如31)的接触位置而进行变动的静电电容的值；

第二获取单元(例如301)，其获取所述方向盘中的扭矩的值；以及

判定单元(例如303)，其基于所述静电电容的值以及所述扭矩的值来判定所述方向盘的握持位置，

所述控制单元基于由所述判定单元判定的握持位置来进行所述车辆的控制。

根据该实施方式，能够在确定是否握持方向盘的基础上确定该握持位置、更详细的握持状态，并根据该状态进行车辆的控制。

6、上述实施方式的车辆(例如1)具有：

方向盘；

第一检测单元，其检测根据对所述方向盘的接触位置而进行变动的静电电容的值；

第二检测单元，其检测所述方向盘中的扭矩的值；

判定单元，其基于所述静电电容的值以及所述扭矩的值来判定所述方向盘的握持位置；以及

控制单元，其基于由所述判定单元判定的握持位置来进行本车辆的控制。

根据该实施方式，车辆能够在确定是否握持方向盘的基础上确定该握持位置、更详细的握持状态，并根据该状态进行控制。

7、上述实施方式的判定方法是具备方向盘(例如31)的车辆(例如1)中的判定方法，其具有：

第一获取步骤(例如s701)，在所述第一获取步骤中获取根据对所述方向盘的接触位置而进行变动的静电电容的值；

第二获取步骤(例如s701)，在所述第二获取步骤中获取所述方向盘中的扭矩的值；以及

判定步骤(例如s702～s710)，在所述判定步骤中基于所述静电电容的值以及所述扭矩的值来判定所述方向盘的握持位置。

根据该实施方式，能够在确定是否握持方向盘的基础上确定该握持位置、更详细的握持状态。

8、上述实施方式的介质储存有用于使计算机(例如21)作为第一获取单元(例如301)、第二获取单元(例如301)以及判定单元(例如303)而发挥功能的程序，

所述第一获取单元(例如301)获取根据对车辆(例如1)所具备的方向盘(例如31)的接触位置而进行变动的静电电容的值，所述第二获取单元(例如301)获取所述方向盘中的扭矩的值，

所述判定单元(例如303)基于所述静电电容的值以及所述扭矩的值来判定所述方向盘的握持位置。

根据该实施方式，能够在确定是否握持方向盘的基础上确定该握持位置、更详细的握持状态。