JP2017182270A - 運転状態判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で携帯通信端末の使用判定を行うことが可能な運転状態判定装置を提供する。
【解決手段】ステアリングホイール６０に設けられる接触センサ７４を用いて運転席内で携帯通信端末Ｍが使用されているか否かを判定する。接触センサ７４は、携帯通信端末Ｍから発信される電波を受信する。信号検出器１００は、接触センサ７４により受信された電波から信号を検出する。端末使用判定器１１０は、信号検出器１００の検出結果に応じて運転席で携帯通信端末Ｍが使用されているか否かを判定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両のステアリングホイールに設けられる接触センサを用いて運転者の運転状態を判定する運転状態判定装置に関する。

特許文献１は、ステアリングホイールに設けられる電流検出手段（接触センサ）により運転者がステアリングホイールを把持する状態（両手又は片手）を識別し、その状態に応じて車載装置又は携帯情報端末の操作を制限する装置を示す。特許文献２は、車両走行中に、電波検知器で携帯電話機が使用されていることを示す電波が検出されると、メッセージにて警告する装置を示す。

特開２０１３−０５５３９２号公報 特開２００７−２４９４７８号公報

特許文献１の装置は、ステアリングホイールを把持する状態（両手又は片手）を識別するものの、携帯情報端末が操作されているか否かを識別していない。このため、仮に運転者が両手をハンドルに添えて携帯情報端末を操作する場合、車載装置や携帯情報端末は何ら操作制限されない。一方の特許文献２の装置は、携帯電話機の使用を検出する。しかし、特許文献２の装置は、携帯電話機の使用を検出するために携帯電話機が発信する電波を受信するアンテナやセンサ等が必要であり、コスト増加の要因となる。

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、簡素な構成で携帯通信端末の使用判定を行うことが可能な運転状態判定装置を提供することを目的とする。

本発明は、ステアリングホイールに設けられる接触センサに対して人体が接触するか否かを判定する運転状態判定装置であって、前記接触センサを用いて運転席内で携帯通信端末が使用されているか否かを判定する端末使用判定器を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ステアリングホイールに設けられる接触センサを使用して携帯通信端末の使用判定をする。このように、接触センサを、本来の接触判定のために使用する他に、携帯通信端末の使用判定のためにも使用するため、携帯通信端末の使用判定のために新たに部品を設ける必要がなくなる。すると、装置構成が簡素になり、部品点数も少なくなるため、コストを抑制できる。また、新たなアンテナの設置場所が不要となるため、他部品のレイアウトの自由度が広がる。

本発明において、前記携帯通信端末の使用時に発信される信号を検出する信号検出器を更に備え、前記接触センサは、前記携帯通信端末から発信される電波を受信し、前記信号検出器は、前記接触センサにより受信された電波から前記信号を検出し、前記端末使用判定器は、前記信号検出器の検出結果に基づき前記運転席で前記携帯通信端末が使用されているか否かを判定してもよい。

上記構成によれば、接触センサをアンテナのエレメントとして使用するため、携帯通信端末の使用判定のために新たにアンテナ等を設ける必要がなくなる。このため、装置構成が簡素になり、部品点数も少なくなるため、コストを抑制できる。また、新たなアンテナの設置場所が不要となるため、他部品のレイアウトの自由度が広がる。

本発明において、前記信号検出器は、前記携帯通信端末と基地局との通信信号と、前記携帯通信端末のＣＰＵから発せられる電磁波の信号と、の両方を検出してもよい。

上記構成によれば、前記携帯通信端末と基地局との通信信号だけでなく、携帯通信端末のＣＰＵから発せられる電磁波（例えばクロックノイズ等）も検出するため、いずれか一方の信号が検出されない状態でも、他方の信号を検出できる。このため、携帯通信端末の使用検出精度が高くなる。

本発明において、前記端末使用判定器による判定結果、及び、前記接触センサに対して人体が接触するか否かの判定結果に基づき、車両に設けられ前記車両の運転支援を行う運転支援装置による運転支援の度合を変更させてもよい。

上記構成によれば、運転者の運転状態に応じて適当な運転支援を実行することが可能になる。このため、車両走行中に運転者が携帯通信端末を操作したり、ステアリングホイールから手を離したとしても、車両を安定して走行させることが可能になる。

本発明において、前記端末使用判定器により前記携帯通信端末が使用されていると判定された場合に、車両に設けられ前記車両の運転支援を行う運転支援装置による車線維持制御の度合を強めさせてもよい。

上記構成によれば、端末使用判定器により携帯通信端末が使用されていると判定された場合に、車線維持制御の度合を強めるため、車両走行中に運転者が携帯通信端末を操作したとしても、車両を安定して走行させることが可能になる。

本発明によれば、装置構成が簡素になり、部品点数も少なくなるため、コストを抑制できる。また、新たなアンテナの設置場所が不要となるため、他部品のレイアウトの自由度が広がる。

図１は本実施形態に係る運転支援装置の機能ブロック図である。 図２は本実施形態に係る運転状態判定装置の構成図である。 図３Ａ〜図３Ｃは接触測定回路の動作説明図である。 図４Ａはハンズオン時の人体及び／又は仮想コンデンサの電圧波形図であり、図４Ｂはハンズオン時の充電コンデンサの電圧波形図である。 図５Ａはハンズオフ時の人体及び／又は仮想コンデンサの電圧波形図であり、図５Ｂはハンズオフ時の充電コンデンサの電圧波形図である。 図６は運転支援装置で実行される処理のフローチャートである。

以下、本発明に係る運転状態判定装置について、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。なお、本明細書では、運転者（人体）がステアリングホイール（接触センサ）に触れている状態を「ハンズオン」といい、運転者（人体）がステアリングホイール（接触センサ）に触れていない状態を「ハンズオフ」という。また、本発明において使用判定の対象とする携帯通信端末というのは、携帯可能であり外部との通信機能を有する端末装置である。具体的にはスマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ＰＤＡ等を含む。

本実施形態に係る車両１０は、運転支援装置１２と、接触判定装置１４とを備える。

［１ 運転支援装置１２の構成］
図１を用いて本実施形態に係る運転支援装置１２の構成を説明する。運転支援装置１２は、全自動及び半自動の運転支援を行うことが可能である。半自動の運転支援としては、ＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）、車線維持制御、路外逸脱抑制制御、自動ブレーキ等が挙げられる。運転支援装置１２は、車両１０に設けられると共に、運転支援情報検出部１６と、運転支援ＥＣＵ１８と、被制御装置２０、２２、２４、２６と、を備える。

運転支援情報検出部１６は、運転支援制御を実行するために必要な情報を取得する機器（センサやスイッチ等）からなる。運転支援情報検出部１６は、例えば、カメラ３０と、レーダ３２と、測位装置３４と、支援開始スイッチ３６と、車速センサ３８と、トルクセンサ４０と、アクセルペダルセンサ４２と、ブレーキペダルセンサ４４と、を有する。

カメラ３０は、例えば車両１０のフロントガラス内側上部に設置され、車両１０の前方を撮像する。カメラ３０としては、単眼カメラやステレオカメラを使用可能である。レーダ３２は、例えば車両１０のフロントグリル内に設置され、車両１０の周辺に電磁波を照射し反射波を検出する。レーダ３２としては、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、レーザレーダ等のレーダを使用可能であり、赤外線センサも使用可能である。なお、カメラ３０の撮像情報とレーダ３２の検出情報とを融合するフュージョンセンサを用いることも可能である。測位装置３４は、衛星測位システム及び慣性航法のためのジャイロ等と、自動運転が可能な区間の情報を含む地図情報を記憶する記憶部と、を備え、車両１０の位置を測定する。

支援開始スイッチ３６は、運転席（図示せず）の周辺に設けられ、運転支援の開始を意図する運転者により操作される。車速センサ３８は、車両１０の各車輪（図示せず）に設けられており、車両１０の走行速度を検出する。

トルクセンサ４０は、ステアリングシャフト（図示なし）に設けられ、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出する。アクセルペダルセンサ４２は、アクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出する。例えば、ストロークセンサや圧力センサを使用可能である。ブレーキペダルセンサ４４は、ブレーキペダル（図示せず）の踏込量を検出する。例えば、ストロークセンサや圧力センサを使用可能である。

運転支援ＥＣＵ１８は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む）、ＲＡＭ、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有する。運転支援ＥＣＵ１８は、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部、例えば、制御部、演算部、及び、処理部等として機能する。機能実現部は、ハードウエア（機能実現器）で構成することもできる。運転支援ＥＣＵ１８は、１つのＥＣＵのみから構成されてもよく、複数のＥＣＵから構成されてもよい。なお、後述の各ＥＣＵ（接触判定ＥＣＵ６２及び端末使用判定ＥＣＵ６４）も運転支援ＥＣＵ１８と同じように構成される。

運転支援ＥＣＵ１８は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、制御判定器５０と、加減速制御器５２と、操舵制御器５４と、切替判定器５６として機能する。制御判定器５０は、運転状態判定装置１４の各判定結果に基づいて、実行すべき車両１０の制御内容を判定するように構成される。

加減速制御器５２は、運転支援情報検出部１６の各種センサやスイッチから取得される情報に基づいて、加減速支援制御を実行するように構成される。例えば、ＡＣＣを実行する際に、前方車両との車間距離を一定に保つように、カメラ３０やレーダ３２で取得される情報（前方車両の認識情報）に基づき、加速装置２０や減速装置２２に対して加減速指示を出力する。また、カメラ３０やレーダ３２で車両１０の前方の障害物を検知した場合に、減速装置２２に対して加減速指示を出力する。

操舵制御器５４は、運転支援情報検出部１６の各種センサやスイッチから取得される情報に基づいて、操舵支援制御を実行するように構成される。例えば、車線維持制御を実行する際に、走行車線のほぼ中央を走行するように、カメラ３０で取得される情報（レーンマークの認識情報）に基づき、操舵装置２４に対して操舵指示を出力する。

切替判定器５６は、運転支援情報検出部１６で取得される情報に基づいて、操舵支援制御及び加減速支援制御を停止又は一時停止するように構成される。例えば、ＡＣＣの実行中にブレーキペダルが操作されると、ブレーキペダルセンサ４４がペダル操作を検出する。切替判定器５６は、ブレーキペダルセンサ４４から出力される検出信号に応じて、加減速制御器５２により実行されるＡＣＣを停止させる。また、車線維持制御の実行中にステアリングホイール６０が操作されると、トルクセンサ４０が操舵トルクＴＲを検出する。切替判定器５６は、トルクセンサ４０により検出される操舵トルクＴＲがオーバーライド閾値ＴＲｔｈ以上となった場合に、操舵制御器５４により実行される操舵支援制御を一時的に停止させる。このとき、操舵操作の権限は一時的に運転者に委譲され、運転者は自ら操舵操作をすることが可能となる。

加速装置２０は、運転支援ＥＣＵ１８から出力される加速指示に応じて車両１０の駆動源を動作させる。車両１０がエンジン車両の場合は加速指示に応じてスロットルバルブ等を動作させて、駆動源（エンジン）を動作させる。車両１０が電動モータを含む電動車両の場合は加速指示に応じて駆動源（電動モータ）を動作させる。すると、車両１０は加速する。減速装置２２は、運転支援ＥＣＵ１８から出力される減速指示に応じてブレーキアクチュエータを動作させて、ブレーキを動作させる。すると、車両１０は減速する。操舵装置２４は、運転支援ＥＣＵ１８から出力される操舵指示に応じて電動パワーステアリングの電動モータを動作させる。電動モータはステアリングシャフトを回転させる。すると、車両１０は進路を変える。警報装置２６は、運転支援ＥＣＵ１８から出力される警報指示に応じてスピーカ及び／又はディスプレイを動作させて、警報を発する。更に、ステアリングシャフトやシートベルトやアクセルペダル等を振動させることにより、警報を発してもよい。

［２ 運転状態判定装置１４の構成］
図２を用いて本実施形態に係る運転状態判定装置１４の構成を説明する。運転状態判定装置１４は、ステアリングホイール６０と、接触判定ＥＣＵ６２と、端末使用判定ＥＣＵ６４と、を備える。

ステアリングホイール６０は、車両１０の走行時に運転者により操作される操舵装置２４の一部を構成する。一般に、ステアリングホイール６０は、環状に形成されるリム部６６と、ステアリングシャフト（図示せず）に接続されるハブ部６８と、リム部６６とハブ部６８との間に介在するスポーク部７０とを有する。後述するように、接触センサ７４はリム部６６に形成される。

リム部６６は、断面が複数層からなる積層構造である。一例として、リム部６６は、断面の中心部から径方向外側に向かって順に、円環状の芯金（図示せず）と、樹脂部材（図示せず）と、皮革部材７２と、を備える。芯金は、リム部６６の骨格を構成する。樹脂部材は、概ね円形断面状又は楕円形断面状に形成され、芯金の全面を十分な厚みで被覆し、リム部６６の全体的な形状を規定する。皮革部材７２は、樹脂部材の全面を被覆する。

皮革部材７２の表面には導電性材料からなる接触センサ７４（図２のドット部分）が形成され、更に、リム部６６の全体には保護膜がコーティングされる。保護膜は接触センサ７４の表面を絶縁するものではない。接触センサ７４は、例えば導電塗料の塗布により形成され、皮革部材７２の一部の外周面全面を除くほぼ全面を被覆する。接触センサ７４には、互いに近接する２つの端部７４ａ、７４ｂが形成される。端部７４ａ、７４ｂは、後述する端末使用判定ＥＣＵ６４の信号検出器１００に電気的に接続される。接触センサ７４は、ハンズオンの場合に、運転者（人体Ｈ）を静電容量Ｃｈのコンデンサとする静電容量センサである。

なお、接触センサ７４は、ステアリングホイール６０の正面（車両後方向側）のみに設けられてもよいし、背面（車両前方向側）のみに設けられてもよいし、側面（車両幅方向側）のみに設けられてもよい。要するに、接触センサ７４は、端部７４ａから端部７４ｂまで、ステアリングホイール６０に沿って周回する形態であればよい。接触センサ７４は、導電塗料でなく導電シートであってもよい。

接触センサ７４は、ループアンテナのエレメントとしても機能するものであり、様々な電波信号を受信する。そして、信号電流を後述する端末使用判定ＥＣＵ６４の信号検出器１００に出力する。本実施形態の接触センサ７４は、導電性材料が一方の端部７４ａから他方の端部７４ｂまでリム部６６に沿って１周するループアンテナである。しかし、この形態に限られるものではない。例えば、導電性材料がリム部６６に沿って複数周だけ周回するループアンテナであってもよい。

接触判定ＥＣＵ６２及び端末使用判定ＥＣＵ６４は、運転支援ＥＣＵ１８と同様に、マイクロコンピュータを含む計算機である。ＥＣＵの構成は上述のとおりである。

接触判定ＥＣＵ６２は、接触測定回路８０と、充電量測定器９４と、接触判定器９６と、を備える。図２は接触測定回路８０の等価回路を示す。接触測定回路８０は、パルス電源８２と、増幅器８４と、第１スイッチ８６と、第２スイッチ８８と、静電容量Ｃｒｅｆの充電コンデンサ９０と、を有する。また、接触測定回路８０には、各部品や配線等に浮遊容量Ｃｅが内在する。ここでは各部品や配線等を浮遊容量Ｃｅの仮想コンデンサ９２とする。充電コンデンサ９０の静電容量Ｃｒｅｆは、人体Ｈの静電容量Ｃｈ及び浮遊容量Ｃｅよりも十分大きく設定される。

パルス電源８２と増幅器８４は直列に接続される。第２スイッチ８８と充電コンデンサ９０は並列に接続される。更に、第１スイッチ８６の一端にパルス電源８２及び増幅器８４からなる直列回路が接続され、他端に第２スイッチ８８及び充電コンデンサ９０からなる並列回路が接続される。そして、増幅器８４の出力端と第１スイッチ８６の一端と接触センサ７４とが電気的に接続される。

パルス電源８２は、接触判定器９６の給電指示に応じて所定周波数且つ一定のパルス電圧Ｖｓを供給する。増幅器８４は、パルス電源８２から供給されるパルス電圧Ｖｓを増幅する。第１スイッチ８６は、パルス電源８２のパルス電圧Ｖｓの立ち上がりに応じて通電状態となり、立ち下がりに応じて非通電状態となる。第１スイッチ８６としては、例えば、ＭＯＳ ＦＥＴが使用される。第２スイッチ８８は、後述の接触判定器９６から出力されるオン信号に応じて通電状態となり、オフ信号に応じて非通電状態となる。充電コンデンサ９０は、第１スイッチ８６が通電状態になることにより人体Ｈに蓄積された電荷を蓄積する。また、第２スイッチが通電状態になることにより電荷をグランドＧに放出する。接触測定回路８０の詳細な動作については下記［３．１］にて説明する。

充電量測定器９４は、充電コンデンサ９０の充電電圧Ｖｃｒｅｆを測定するように構成される。接触判定器９６は、接触測定回路８０に設けられるパルス電源８２に対して定期的（例えば数十〜数百ｍｓｅｃ毎）に給電指示及び給電停止指示を出力するように構成される。また、パルス電源８２で発生したパルスの回数Ｎ（パルス数Ｎという）と、充電量測定器９４で測定される充電コンデンサ９０の充電電圧Ｖｃｒｅｆと、を監視するように構成される。そして、充電電圧Ｖｃｒｅｆが所定の充電電圧閾値Ｖｃｔｈ（判定閾値）に到達するまでに要したパルス数Ｎｊと所定のパルス閾値Ｎｔｈとを比較（Ｎｊ：Ｎｔｈ）して、ハンズオンかハンズオフかを判定するように構成される。接触判定器９６の判定結果は運転支援ＥＣＵ１８に出力される。

端末使用判定ＥＣＵ６４は、信号検出器１００と、端末使用判定器１１０と、を備える。信号検出器１００は、接触センサ７４により受信された電波から、携帯通信端末Ｍの使用時に発信される信号を検出する。例えば、携帯通信端末Ｍと基地局との通信信号と、携帯通信端末ＭのＣＰＵから発せられる電磁波の信号のいずれか一方又は両方を検出する。

携帯通信端末Ｍは、ユーザがデータや通話等の通信機能を使用していなくても、無線基地局と定期的に通信を行っている。この際、通信時間が極めて短いか、又は、周期的な通信波形となる。一方、通信機能が使用されると、不使用時と比較して通信時間が長くなり、且つ、周期的でない通信波形となる。このため、通信時間が極めて短い状態が検出される場合、又は、周期的な通信波形が検出される場合に、携帯通信端末Ｍが使用されていないと判定し、通信時間が長い状態が検出される場合、又は、周期的でない通信波形が検出される場合に、携帯通信端末Ｍが使用されていると判定することも可能である。

また、携帯通信端末ＭのＣＰＵから発せられる電磁波の信号を検出する場合は、特定の信号（電流）を流す共振回路及び検波回路が形成される。携帯通信端末ＭのＣＰＵから発せられる電磁波の信号としては、例えば、携帯通信端末Ｍに内蔵されるＣＰＵのクロックノイズが挙げられる。携帯通信端末Ｍの使用時にはＣＰＵのクロックノイズが大きくなるため、このノイズ信号を携帯通信端末Ｍの外部で受信可能となる。

端末使用判定器１１０は、信号検出器１００の検出結果に応じて運転席で携帯通信端末Ｍが使用されているか否かを判定するように構成される。具体的には、ダイオード１０６から流れる電流を検出した場合に携帯通信端末Ｍが使用されていると判定する。一方、ダイオード１０６から流れる電流を検出しない場合に携帯通信端末Ｍが使用されていないと判定する。端末使用判定器１１０の判定結果は運転支援ＥＣＵ１８に出力される。

［３ 接触判定の説明］
［３．１ 接触測定回路８０の動作］
接触判定器９６は、接触測定回路８０で行われる充電コンデンサ９０の充電結果に基づいて接触判定を行う。接触判定の説明の前に、図３Ａ〜図３Ｃ及び図４Ａ、図４Ｂを用いて接触測定回路８０の動作を説明する。ここでは、ハンズオンの場合、すなわち運転者（人体Ｈ）が接触センサ７４に触れている状態を想定して説明する。

所定期間毎に接触判定器９６からパルス電源８２に対して給電指示が出力される。給電指示に応じてパルス電源８２による給電が開始される。パルス電源８２のパルス電圧Ｖｓが立ち上がると、図３Ａで示すように、第１スイッチ８６は非導通状態となる。このとき、電荷が、矢印Ａで示す方向に移動する。すると、図４Ａの時点ｔ１で示すように、人体Ｈ及び仮想コンデンサ９２の電圧Ｖｈｅが上昇する。つまり、人体Ｈ及び仮想コンデンサ９２が充電される。

次に、パルス電源８２のパルスが立ち下がると、図３Ｂで示すように、第１スイッチ８６は導通状態となる。このとき、人体Ｈ及び仮想コンデンサ９２に蓄積された電荷が、矢印Ｂで示す方向に移動する。すると、図４Ａの時点ｔ２で示すように、人体Ｈ及び仮想コンデンサ９２の電圧Ｖｈｅが低下する。つまり、人体Ｈ及び仮想コンデンサ９２は放電する。一方、図４Ｂの時点ｔ２で示すように、充電コンデンサ９０の電圧Ｖｃｒｅｆが上昇する。つまり、充電コンデンサ９０は充電される。上述したように、充電コンデンサ９０の静電容量Ｃｒｅｆは、人体Ｈの静電容量Ｃｈ及び浮遊容量Ｃｅよりも十分大きいため、人体Ｈ及び仮想コンデンサ９２に蓄積された大部分の電荷が、充電コンデンサ９０に移動する。

以降、パルス電圧Ｖｓの立ち上がりに応じて、人体Ｈ及び仮想コンデンサ９２が充電され（図３Ａ）、パルス電圧Ｖｓの立ち下がりに応じて、充電コンデンサ９０が充電される（図３Ｂ）。図４Ｂで示すように、パルス数Ｎが増加するに従い、充電コンデンサ９０の電荷量が増加し、充電電圧Ｖｃｒｅｆが増加する。

図４Ｂで示すように、パルス数Ｎがパルス数Ｎｊ１の時点で、充電コンデンサ９０の充電電圧Ｖｃｒｅｆが充電電圧閾値Ｖｃｔｈに達する。このとき、図３Ｃで示すように、接触判定器９６からパルス電源８２に対して給電停止指示が出力され、パルス電源８２による給電が停止される。更に、接触判定器９６から第２スイッチ８８に対してオン信号が出力される。すると、第２スイッチ８８は導通状態となる。このとき、充電コンデンサ９０に蓄積された電荷が、矢印Ｃで示す方向に移動する。つまり、充電コンデンサ９０は放電する。放電が終了すると、接触判定器９６から第２スイッチ８８に対してオフ信号が出力される。すると、第２スイッチ８８は非導通状態となる。すると、図３Ａの状態に戻る。以上の処理が繰り返される。

ここではハンズオンの場合を想定して説明したが、ハンズオフの場合は、人体Ｈに蓄積される電荷がないという点を除き、基本的な動作は上述した説明と同じである。但し、下記［３．３］で説明するように、ハンズオフ時のパルス数Ｎｊ２（図５Ａ、図５Ｂ参照）はハンズオン時のパルス数Ｎｊ１よりも長くなる。

［３．２ 人体Ｈの静電容量Ｃｈ］
人体Ｈの静電容量Ｃｈは次のようになる。なお、説明の便宜のため、以下の説明では仮想コンデンサ９２の浮遊容量Ｃｅを考慮していない。

パルス電源８２の１回のパルスで人体Ｈに蓄積される電荷ΔＱは下記（１）式のように表される。
ΔＱ＝Ｖｓ×Ｃｈ ・・・（１）
人体Ｈの静電容量Ｃｈと比較して充電コンデンサ９０の静電容量Ｃｒｅｆは十分大きいため、図３Ｂで示すように第１スイッチ８６が導通状態となると、電荷ΔＱの殆どが充電コンデンサ９０に移動する。このため下記（２）式が成立し、（２）式を変形すると下記（２）´式が成立する。
ΔＱ＝Ｃｒｅｆ×ΔＶｃｒｅｆ ・・・（２）
ΔＶｃｒｅｆ＝ΔＱ／Ｃｒｅｆ ・・・（２）´
電荷の蓄積と移動をＮ回繰り返し、充電電圧閾値Ｖｃｔｈに達したとすると、下記（３）式が成立する。
Ｖｃｔｈ＝ΔＶｃｒｅｆ×Ｎ ・・・（３）
上記（３）式に上記（１）式及び上記（２）´式を代入すると、下記（４）式が成立する。
Ｖｃｔｈ＝ΔＱ／Ｃｒｅｆ×Ｎ＝Ｖｓ×Ｃｈ／Ｃｒｅｆ×Ｎ ・・・（４）
上記（４）式から下記（５）式が得られる。
Ｃｈ＝（Ｖｃｔｈ／Ｖｓ）×（Ｃｒｅｆ／Ｎ） ・・・（５）

以上のように、人体Ｈの静電容量Ｃｈは、充電電圧閾値Ｖｃｔｈ、パルス電源８２の電圧Ｖｓ、充電コンデンサ９０の静電容量Ｃｒｅｆ、パルス数Ｎにより求められる。なお、静電容量Ｃｈは、人体Ｈと接触センサ７４との接触面積に応じて変化する。このため、静電容量Ｃｈを計測することにより、人体Ｈがステアリングホイール６０（接触センサ７４）に触れているのか、把持しているのか、また、両手把持か片手把持か等を推測することが可能である。

［３．３ 接触判定方法］
運転者（人体Ｈ）が接触センサ７４に触れているか否かの接触判定、すなわちハンズオンかハンズオフかは、充電コンデンサ９０の充電電圧Ｖｃｒｅｆが充電電圧閾値Ｖｃｔｈに到達するまでに要したパルス数Ｎｊにより判定される。例えば、ハンズオフの場合、パルス電源８２が供給する１回のパルスにより充電される電荷量ΔＱ１は、ΔＱ１＝Ｃｅ×Ｖｓ＝Ｃｒｅｆ×Ｖｃｒｅｆとなり、電圧Ｖｃｒｅｆは、Ｖｃｒｅｆ＝（Ｖｓ／Ｃｒｅｆ）×Ｃｅだけ上昇する。一方、ハンズオンの場合、パルス電源８２が供給する１回のパルスにより充電される電荷量ΔＱ２は、ΔＱ２＝（Ｃｅ＋Ｃｈ）×Ｖｓ＝Ｃｒｅｆ×Ｖｃｒｅｆとなり、電圧Ｖｒｅｆは、Ｖｃｒｅｆ＝（Ｖｓ／Ｃｒｅｆ）×（Ｃｅ＋Ｃｈ）だけ上昇する。このように、ハンズオフとハンズオンとでは、１回の給電で上昇する電圧が異なる。このため、ハンズオンの場合の方がハンズオフの場合よりも、充電電圧閾値Ｖｃｔｈに短時間（パルス数Ｎが少）で到達する。本実施形態では、パルス閾値Ｎｔｈを設定し、充電電圧閾値Ｖｃｔｈに到達するまでに要したパルス数Ｎｊがパルス閾値Ｎｔｈよりも少ない場合にハンズオンと判定し、多い場合にハンズオフと判定するようにしている。

［４ 運転支援装置１２の動作］
図１、図２及び図６を用いて運転支援装置１２の一連の動作を説明する。なお、図６で示す動作の前提として、運転状態判定装置１４の接触判定ＥＣＵ６２は、上記［３．１］で説明した動作、及び、上記［３．３］で説明した判定方法により、ハンズオンかハンズオフかを定期的に判定する。ハンズオフと判定した場合は、ハンズオフの開始時点からタイマにより時間を計測する。

また、運転状態判定装置１４の端末使用判定ＥＣＵ６４は、携帯通信端末Ｍの使用を常時判定する。すなわち、ループアンテナとして機能する接触センサ７４は、電波信号を常時受信する。信号検出器１００は、接触センサ７４で受信される電波信号から、携帯通信端末Ｍの使用時に発信される電波信号を検出する。端末使用判定器１１０は、信号検出器１００の検出結果に応じて、携帯通信端末Ｍの使用を判定する。

ステップＳ１にて、運転支援ＥＣＵ１８の制御判定器５０は、端末使用判定ＥＣＵ６４の判定結果に基づいて携帯通信端末Ｍの使用の有無を判定する。端末使用判定ＥＣＵ６４の端末使用判定器１１０が携帯通信端末Ｍの使用有と判定した場合に、制御判定器５０は、携帯通信端末Ｍの使用有と判定する（ステップＳ１：ＹＥＳ）。この場合、処理はステップＳ７に移行する。一方、端末使用判定ＥＣＵ６４の端末使用判定器１１０が携帯通信端末Ｍの使用無と判定した場合、制御判定器５０は、携帯通信端末Ｍの使用無と判定する（ステップＳ１：ＮＯ）。この場合、処理はステップＳ２に移行する。

ステップＳ２〜ステップＳ６にて、制御判定器５０は、車速センサ３８の検出結果に基づいて車速Ｖを判定すると共に、接触判定ＥＣＵ６２の判定結果に基づいてハンズオフの時間を判定する。

ステップＳ２にて、車速Ｖが０より大きく且つＶ１未満の低車速Ｖｌ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、車速ＶがＶ１以上である場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理はステップＳ４に移行する。

ステップＳ３にて、ハンズオフであり且つその時間ＴｈがＴｈ１以上である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７に移行する。一方、ハンズオンであるかハンズオフの時間ＴｈがＴｈ１未満である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ１に戻る。

ステップＳ４にて、車速ＶがＶ１以上且つＶ２未満の中車速Ｖｍである場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５に移行する。一方、車速Ｖが車速Ｖ２以上の高車速Ｖｈである場合（ステップＳ４：ＮＯ）、処理はステップＳ６に移行する。

ステップＳ５にて、ハンズオフであり且つその時間ＴｈがＴｈ２（＜Ｔｈ１）以上である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７に移行する。一方、ハンズオンであるかハンズオフの時間ＴｈがＴｈ２未満である場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理はステップＳ１に戻る。

ステップＳ６にて、ハンズオフであり且つその時間ＴｈがＴｈ３（＜Ｔｈ２）以上である場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７に移行する。一方、ハンズオンであるかハンズオフの時間ＴｈがＴｈ３未満である場合（ステップＳ６：ＮＯ）、処理はステップＳ１に戻る。

ステップＳ７にて、制御判定器５０は、警報装置２６に対して警報指示を出力する。警報装置２６は、警報表示及び／又は警報音により運転者に対して運転に集中するよう促す。

ステップＳ８にて、操舵制御器５４は操舵支援制御の度合を変更する。例えば、運転支援制御が行われていない場合には、操舵系の運転支援制御として車線維持制御を自動で開始する。また、既に車線維持制御が実行されている場合には、オーバーライド閾値ＴＲｔｈを増加させる等のように、車線維持制御の度合を強くする。オーバーライド閾値ＴＲｔｈを増加させると、オーバーライドのためにはより大きな操舵トルクＴＲが必要になる。この場合、運転者はオーバーライドのためにステアリングホイール６０を強い力で操作しなければならない。仮に運転者が、携帯通信端末Ｍを操作する等の不注意によってステアリングホイール６０を操作したとしても、その程度の操舵トルクＴＲはオーバーライド閾値ＴＲｔｈを超えにくい。このため、切替判定器５６による操舵支援制御の一時的停止が起こりにくくなる。したがって、運転者の状態に関わらず、車両１０を安定して走行させることが可能となる。

ステップＳ９にて、制御判定器５０は、端末使用判定ＥＣＵ６４の判定結果に基づいて携帯通信端末Ｍの使用の有無を判定し、また、接触判定ＥＣＵ６２の判定結果に基づいてハンズオフか否かを判定する。この時点で、未だ携帯通信端末Ｍの使用が確認されるか、又は、ハンズオフが確認される場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０に移行する。一方、携帯通信端末Ｍの不使用が確認され、且つ、ハンズオンが確認される場合（ステップＳ９：ＮＯ）、処理はステップＳ１に戻る。

ステップＳ１０にて、加減速制御器５２は、減速装置２２に減速指示を出力する。減速装置２２は所定の減速度で車両１０を減速させる。

［６ 本実施形態のまとめ］
運転状態判定装置１４は、ステアリングホイール６０に設けられる接触センサ７４に対して人体Ｈが接触するか否かを判定する。更に、接触センサ７４を用いて運転席内で携帯通信端末Ｍが使用されているか否かを判定する端末使用判定器１１０を備える。

運転状態判定装置１４によれば、ステアリングホイール６０に設けられる接触センサ７４を使用して携帯通信端末Ｍの使用判定をする。このように、接触センサ７４を、本来の接触判定のために使用する他に、携帯通信端末Ｍの使用判定のためにも使用するため、携帯通信端末Ｍの使用判定のために新たに部品を設ける必要がなくなる。すると、装置構成が簡素になり、部品点数も少なくなるため、コストを抑制できる。また、新たなアンテナの設置場所が不要となるため、他部品のレイアウトの自由度が広がる。

運転状態判定装置１４は、携帯通信端末Ｍの使用時に発信される信号を検出する信号検出器１００を備える。接触センサ７４は、携帯通信端末Ｍから発信される電波を受信し、信号検出器１００は、接触センサ７４により受信された電波から信号を検出する。端末使用判定器１１０は、信号検出器１００の検出結果に基づき前記運転席で前記携帯通信端末が使用されているか否かを判定する。

この構成によれば、接触センサ７４をループアンテナのエレメントとして使用するため、携帯通信端末Ｍの使用判定のために新たにアンテナ等を設ける必要がなくなる。このため、装置構成が簡素になり、部品点数も少なくなるため、コストを抑制できる。また、新たなアンテナの設置場所が不要となるため、他部品のレイアウトの自由度が広がる。

信号検出器１００は、携帯通信端末Ｍと基地局との通信信号と、携帯通信端末ＭのＣＰＵから発せられる電磁波の信号の両方を検出する。

この構成によれば、携帯通信端末Ｍと基地局との通信信号だけでなく、携帯通信端末ＭのＣＰＵから発せられる電磁波（例えばクロックノイズ等）も検出するため、いずれか一方の信号が検出されない状態でも、他方の信号を検出できる。このため、携帯通信端末Ｍの使用検出精度が高くなる。

運転状態判定装置１４は、端末使用判定器１１０による判定結果、及び、接触センサ７４に対して人体Ｈが接触するか否かの判定結果に基づき、車両１０に設けられ車両１０の運転支援を行う運転支援装置１２によう運転支援の度合を変更させる。言い換えると、運転支援装置１２は、端末使用判定器１１０による判定結果、及び、接触センサ７４に対して人体Ｈが接触するか否かの判定結果、すなわち接触判定器９６による判定結果に基づいて、運転支援の度合を変更する。

この構成によれば、運転者の運転状態に応じて適当な運転支援を実行することが可能になる。このため、車両１０の走行中に運転者が携帯通信端末Ｍを操作したり、ステアリングホイール６０から手を離したとしても、車両１０を安定して走行させることが可能になる。

また、運転状態判定装置１４は、端末使用判定器１１０により携帯通信端末Ｍが使用されていると判定された場合に、車両１０に設けられ車両１０の運転支援を行う運転支援装置１２による車線維持制御の度合を強めさせる。言い換えると、運転支援装置１２は、端末使用判定器１１０により携帯通信端末Ｍが使用されていると判定された場合に、車線維持制御の度合を強める。

この構成によれば、端末使用判定器１１０により携帯通信端末Ｍが使用されていると判定された場合に、車線維持制御の度合を強めるため、車両１０の走行中に運転者が携帯通信端末Ｍを操作したとしても、車両１０を安定して走行させることが可能になる。

なお、本発明に係る接触判定装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両 １２…運転支援装置
１４…運転状態判定装置 １８…運転支援ＥＣＵ
６０…ステアリングホイール ６２…接触判定ＥＣＵ
６４…端末使用判定ＥＣＵ ７４…接触センサ
９６…接触判定器 １００…信号検出器
１１０…端末使用判定器

Claims (5)

1. ステアリングホイールに設けられる接触センサに対して人体が接触するか否かを判定する運転状態判定装置であって、
   前記接触センサを用いて運転席内で携帯通信端末が使用されているか否かを判定する端末使用判定器を備える
   ことを特徴とする運転状態判定装置。
2. 請求項１に記載の運転状態判定装置において、
   前記携帯通信端末の使用時に発信される信号を検出する信号検出器を更に備え、
   前記接触センサは、前記携帯通信端末から発信される電波を受信し、
   前記信号検出器は、前記接触センサにより受信された電波から前記信号を検出し、
   前記端末使用判定器は、前記信号検出器の検出結果に基づき前記運転席で前記携帯通信端末が使用されているか否かを判定する
   ことを特徴とする運転状態判定装置。
3. 請求項２に記載の運転状態判定装置において、
   前記信号検出器は、前記携帯通信端末と基地局との通信信号と、前記携帯通信端末のＣＰＵから発せられる電磁波の信号と、の両方を検出する
   ことを特徴とする運転状態判定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転状態判定装置において、
   前記端末使用判定器による判定結果、及び、前記接触センサに対して人体が接触するか否かの判定結果に基づき、車両に設けられ前記車両の運転支援を行う運転支援装置による運転支援の度合を変更させる
   ことを特徴とする運転状態判定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転状態判定装置において、
   前記端末使用判定器により前記携帯通信端末が使用されていると判定された場合に、車両に設けられ前記車両の運転支援を行う運転支援装置による車線維持制御の度合を強めさせる
   ことを特徴とする運転状態判定装置。

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