JP7734724B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員により把持されているかを検出するステアリング装置に関する。

この種の装置として、静電容量の変化に基づいてステアリングホイールが把持されているかを検出する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、電磁ノイズ対策として、ヒータ線への電力の供給と遮断とを切り替えるＦＥＴの動作速度を遅延させることにより、静電容量センサの出力に影響する電磁ノイズの低減を図る技術が開示されている。

特開２０２３－３２０３６号公報

しかしながら、従来の技術では、静電容量の変化を検出する際にヒータ線への電力供給を一時的に停止させるだけで、ヒータ線と別に発生する電磁ノイズの影響を避けることは困難である。
本願発明は、電磁ノイズによる影響を抑えて運転者によるステアリングハンドルの把持を適切に検出することから、交通の安全性の向上につながる。これにより、持続可能な輸送システムの発展に寄与することができる。

本発明の一態様は、ステアリングハンドルと、ステアリングハンドルに対する人体の接触または近接を検出するセンサユニットと、を備えるステアリング装置であって、センサユニットは、ステアリングハンドルに設けられる電極と、電極の静電容量を測定する測定部と、電極が接地される第１状態および電極が接地されない第２状態を切り替えるスイッチ素子と、を含む。センサユニットは、スイッチ素子の切り替えを制御する制御部と、容量性素子と、をさらに含む。第２状態は、所定の電源からの電圧がスイッチ素子を介して電極に印加される第３状態と、電極がスイッチ素子を介して容量性素子と接続される第４状態と、を含む。スイッチ素子は、制御部からの制御信号に基づいて、第３状態から第４状態へ、または第４状態から第３状態へ切り替えるときに、一旦第１状態に切り替えてから、第４状態または第３状態へ切り替え、電極の電荷は、第３状態において蓄積され、第４状態において容量性素子へ移動し、第１状態において接地ラインに排出される。

本発明によれば、ステアリングハンドルの把持を適切に検出することが可能になる。

発明の実施の形態に係るステアリング装置およびステアリング装置を含む安全運転支援システムの構成を例示する図。 電極による把持検出範囲を例示する模式図。 センサユニットの回路構成を例示する図。

以下、図面を参照して発明の実施の形態について説明する。
＜システム構成＞
図１は、実施の形態に係るステアリング装置１およびこのステアリング装置１を含む安全運転支援システム９の構成を例示する図である。

安全運転支援システム９は、不図示の車両に搭載されたステアリング装置１と、このステアリング装置１と通信可能に接続された制御装置群８と、を備え、これらステアリング装置１および制御装置群８を用いることによって運転者による車両の安全な運転を支援する。

実施の形態では、制御装置群８を構成する各装置８１～８４は、例えばＣＡＮ(Controller Area Network)バス８０を介したＣＡＮ通信によってステアリング装置１と通信を行うことが可能な車載装置として説明するが、制御装置群８を構成する複数の装置８１～８４の全てまたは一部を、不図示の車載通信装置を介してステアリング装置１と無線通信が可能な車外装置として構成してもよい。

＜ステアリング装置の概要＞
ステアリング装置１は、運転者による車両の操舵操作や車両補機に対する補機操作等を受け付けるステアリングハンドル２と、このステアリングハンドル２を軸支するステアリングシャフト３と、運転者によるステアリングハンドル２の把持を検出する把持検出装置６と、を備える。補機操作等には、ナビゲーション装置、オーディオ装置、空調装置およびマルチインフォメーションディスプレイ等に対する操作と、運転支援装置に対する操作とが含まれる。運転支援装置には、例えばＬＫＡＳ（Lane Keep Assistant System）およびＡＣＣ(Adaptive Cruise Control)が含まれる。

ステアリングハンドル２は、例えば円環状であって運転者が把持可能なリム部２０と、このリム部２０の内側に設けられたハブ部２３と、ハブ部２３から径方向に沿って延びリム部２０のリム内周部２１に接続される３つのスポーク部２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｄと、を備える。

ハブ部２３は、円盤状であり、例えば運転席から視たリム部２０の中心に設けられ、ステアリングハンドル２の中心を構成する。運転席から視たハブ部２３の背面側には、ステアリングハンドル２を軸支するステアリングシャフト３が連結されている。ステアリングシャフト３は、ハブ部２３の骨格である心金と、不図示の車体の一部を構成する操舵機構とを連結する軸状の連結部材である。したがって、運転者がステアリングハンドル２を回転させることによって生じるステアリングトルクは、このステアリングシャフト３によって上記操舵機構に伝達される。

リム部２０とハブ部２３とは、３つのスポーク部２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｄによって接続されている。左スポーク部２５Ｌは、水平方向に沿って延び、ハブ部２３のうち運転席からの正面視で左側の部分と、リム内周部２１のうち運転席からの正面視で左側の部分である左スポーク接続部２６Ｌとを接続する。右スポーク部２５Ｒは、左スポーク部２５Ｌと平行かつ水平方向に沿って延び、ハブ部２３のうち運転席からの正面視で右側の部分と、リム内周部２１のうち運転席からの正面視で右側の部分である右スポーク接続部２６Ｒとを接続する。下スポーク部２５Ｄは、各スポーク部２５Ｌ、２５Ｒに対し直交かつ鉛直方向に沿って延び、ハブ部２３のうち運転席からの正面視で下側の部分と、リム内周部２１のうち運転席からの正面視で下側の部分とを接続する。

図１に示すように、リム内周部２１のうち左スポーク接続部２６Ｌの運転席からの正面視で上部と接続される部分には、運転席からの正面視で径方向外側へ凹状の左親指係止部２７Ｌが形成されている。また、リム内周部２１のうち右スポーク接続部２６Ｒの運転席からの正面視で上部と接続される部分には、運転席からの正面視で径方向外側へ凹状の右親指係止部２７Ｒが形成されている。

実施の形態に係るステアリング装置１では、左手の親指を左親指係止部２７Ｌに係止させ、かつ左手の親指の付け根を左スポーク接続部２６Ｌに接触させた状態で、左手の残りの指でリム部２０を把持する姿勢を、運転者の左手に対する推奨把持姿勢とする。したがって、運転者の左手に対する推奨把持位置は、リム部２０のうち左スポーク接続部２６Ｌを含む部分に定められる。

また、実施の形態に係るステアリング装置１では、右手の親指を右親指係止部２７Ｒに係止させ、かつ右手の親指の付け根を右スポーク接続部２６Ｒに接触させた状態で、右手の残りの指でリム部２０を把持する姿勢を、運転者の右手に対する推奨把持姿勢とする。したがって、運転者の右手に対する推奨把持位置は、リム部２０のうち右スポーク接続部２６Ｒを含む部分に定められる。

左スポーク部２５Ｌおよび右スポーク部２５Ｒには、それぞれ、運転者が不図示の車両補機等を操作するための補機操作を受け付ける左補機操作コンソールユニット５Ｌおよび右補機操作コンソールユニット５Ｒが設けられている。これら左補機操作コンソールユニット５Ｌおよび右補機操作コンソールユニット５Ｒは、それぞれ運転者から視て略矩形状である。運転者は、左補機操作コンソールユニット５Ｌおよび右補機操作コンソールユニット５Ｒに設けられた複数のスイッチを指で操作することにより、車両補機等の操作が可能である。
なお、左補機操作コンソールユニット５Ｌおよび右補機操作コンソールユニット５Ｒを、それぞれ左側の機能スイッチ部および右側の機能スイッチ部と呼んでもよい。

また、以下の説明では、運転者から視て略円形のリム部２０、リム内周部２１、ハブ部２３、およびステアリングシャフト３の位置や各スポーク部２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｄの向きを、ステアリングシャフト３を中心として、かつ運転席からの正面視でリム部２０の上端部２０Ｃの位置を基準とする時計回りの角度［deg］で表す場合もある。すなわち、右スポーク部２５Ｒは、９０degの向きに沿って延び、ハブ部２３およびリム内周部２１の９０degの部分を接続する。下スポーク部２５Ｄは、１８０degの向きに沿って延び、ハブ部２３およびリム内周部２１の１８０degの部分を接続する。また左スポーク部２５Ｌは、２７０degの向きに沿って延び、ハブ部２３およびリム内周部２１の２７０degの部分を接続する。上記時計回りの角度［deg］で表すと、運転者の左手に対する推奨把持位置は、リム部２０の２７０degの位置に定められる。また、運転者の右手に対する推奨把持位置は、リム部２０の９０degの位置に定められる。

＜把持検出装置＞
把持検出装置６は、一例として、ステアリングハンドル２に設けられた電極６０と、電極６０と電気的に接続されたセンサユニット６２と、を備える。以降では、第１の左電極６０Ｌ１および第２の左電極６０Ｌ２と、第１の右電極６０Ｒ１および第２の右電極６０Ｒ２とを総称して電極６０と呼ぶことがある。

４つの電極６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１および６０Ｒ２は、それぞれが導電性を有する板状に構成される。第１の左電極６０Ｌ１および第２の左電極６０Ｌ２は、ステアリングハンドル２のうち、リム部２０に対して定められた左手による推奨把持位置の近傍に設けられる。より具体的には、第１の左電極６０Ｌ１は、運転者から視て左スポーク部２５Ｌにおいて左補機操作コンソールユニット５Ｌの上方および径方向外側の側壁面（より詳しく説明すると、左補機操作コンソールユニット５Ｌ内に配置される不図示のプリント配線基板（電子基板と呼んでもよい）の端面）に沿って設けられている。また、第２の左電極６０Ｌ２は、運転者から視て左スポーク部２５Ｌにおいて左補機操作コンソールユニット５Ｌの下方（より詳しく説明すると、上記プリント配線基板の端面）およびハブ部２３のうちの左下側の部分でリム部２０と対向する面に沿って設けられている。

同様に、第１の右電極６０Ｒ１および第２の右電極６０Ｒ２は、ステアリングハンドル２のうち、リム部２０に対して定められた右手による推奨把持位置の近傍に設けられる。より具体的には、第１の右電極６０Ｒ１は、運転者から視て右スポーク部２５Ｒにおいて右補機操作コンソールユニット５Ｒの上方および径方向外側の側壁面（より詳しく説明すると、右補機操作コンソールユニット５Ｒ内に配置されるプリント配線基板の端面）に沿って設けられている。また、第２の右電極６０Ｒ２は、運転者から視て右スポーク部２５Ｒにおいて右補機操作コンソールユニット５Ｒの下方（より詳しく説明すると、上記プリント配線基板の端面）およびハブ部２３のうちの右下側の部分でリム部２０と対向する面に沿って設けられている。

＜センサユニット＞
センサユニット６２は、上記４つの電極６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１および６０Ｒ２に対応させた４つのセンサユニット６２Ｌ１、６２Ｌ２、６２Ｒ１および６２Ｒ２を含む。センサユニット６２Ｌ１は、左配線６１Ｌ１を介して第１の左電極６０Ｌ１と接続される。センサユニット６２Ｌ２は、左配線６１Ｌ２を介して第２の左電極６０Ｌ２と接続される。

また、センサユニット６２Ｒ１は、右配線６１Ｒ１を介して第１の右電極６０Ｒ１と接続される。さらに、センサユニット６２Ｒ２は、右配線６１Ｒ２を介して第２の右電極６０Ｒ２と接続される。
センサユニット６２Ｌ１および６２Ｌ２は、例えば、上述の左補機操作コンソールユニット５Ｌとともに左スポーク部２５Ｌの内部に設けられる。また、センサユニット６２Ｒ１および６２Ｒ２は、上述の右補機操作コンソールユニット５Ｒとともに右スポーク部２５Ｒの内部に設けられる。

＜把持検出範囲＞
図２は、以上のような電極６０（６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１および６０Ｒ２）による把持検出範囲ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＲ１およびＲＲ２を例示する模式図である。各把持検出範囲ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＲ１およびＲＲ２には、対応する電極６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１および６０Ｒ２に所定の電圧を印加することにより、これら電極６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１および６０Ｒ２から電気力線が誘起される。

実施の形態では、上述したように第１の左電極６０Ｌ１が左スポーク部２５Ｌのうちの左手に対するリム部２０の推奨把持位置（２７０deg）の近傍に設けられ、第２の左電極６０Ｌ２がハブ部２３のうちの左手に対するリム部２０の推奨把持位置（２７０～１８０deg）の近傍に設けられる。
このように構成したので、把持検出範囲ＲＬ１、ＲＬ２は、リム部２０のうち左手に対する推奨把持位置を中心とした２１０deg～２６０degの範囲および２６０deg～３３０degの範囲に対応する。

同様に、第１の右電極６０Ｒ１が右スポーク部２５Ｒのうちの右手に対するリム部２０の推奨把持位置（９０deg）の近傍に設けられ、第２の右電極６０Ｒ２がハブ部２３のうちの右手に対するリム部２０の推奨把持位置（９０～１８０deg）の近傍に設けられる。
このように構成したので、把持検出範囲ＲＲ１、ＲＲ２は、リム部２０のうち右手に対する推奨把持位置を中心とした１００deg～１５０degの範囲および３０deg～１００degの範囲に対応する。

＜回路構成例＞
図３は、把持検出装置６のうちのセンサユニット６２Ｌ１の回路構成を例示する図である。図示を省略するが、センサユニット６２Ｌ１以外の他のセンサユニット６２Ｌ２、６２Ｒ１、６２Ｒ２の回路構成についても同様である。
センサユニット６２Ｌ１は、左電極６０Ｌ１の電気的特性（例えば、左電極６０Ｌ１および接地（例えば車体）間の静電容量）を測定し、この測定結果に基づいて運転者によるステアリングハンドル２の把持を検出し、さらにリム部２０における運転者による把持位置を推定する。

センサユニット６２Ｌ１は、第１スイッチＳＷ１と、パルス電源６３と、増幅器６４と、制御部６７と、第２スイッチＳＷ２と、充電コンデンサ６５と、測定部６８と、検出部６９と、を備え、これらを用いることによって運転者によるステアリングハンドル２の把持を検出する。
なお、図３では第１の左電極６０Ｌ１と接地との間の静電容量を、ステアリングハンドル２を操作する運転者の手を含む人体Ｈによって形成される静電容量Ｃｈと、人体Ｈを除く配線や部品等の浮遊コンデンサＥによって形成される浮遊容量Ｃｅと、に分けて図示する。

図３に示すように、パルス電源６３と増幅器６４とは直列に接続されている。また、第２スイッチＳＷ２と充電コンデンサ６５とは並列に接続されている。パルス電源６３および増幅器６４から成る直列回路と、第２スイッチＳＷ２および充電コンデンサ６５から成る並列回路は、第１スイッチＳＷ１を介して接続されている。より詳しく説明すると、増幅器６４の出力端子と、第１の左電極６０Ｌ１とは、第１スイッチＳＷ１および左配線６１Ｌ１を介して接続されている。また、第２スイッチＳＷ２および充電コンデンサ６５と、第１の左電極６０Ｌ１とは、第１スイッチＳＷ１および左配線６１Ｌ１を介して接続されている。

パルス電源６３は、例えば制御部６７からの指令に応じて、所定周波数かつ所定電圧のパルス電圧Ｖｓを増幅器６４に供給する。増幅器６４は、パルス電源６３から供給されるパルス電圧Ｖｓを増幅し、第１スイッチＳＷ１および左配線６１Ｌ１を介して第１の左電極６０Ｌ１に印加する。

第２スイッチＳＷ２は、例えば制御部６７内の不図示の駆動回路によってオン／オフされる、トランジスタ等のスイッチング素子である。制御部６７は、一例として、充電コンデンサ６５の電圧ＶＣｒｅｆがあらかじめ定められた電圧の閾値Ｖｔｈｒに到達するまでの間、第２スイッチＳＷ２をオフにして充電コンデンサ６５に電荷を蓄積（充電と呼んでもよい）させる。制御部６７はさらに、電圧ＶＣｒｅｆが上記閾値Ｖｔｈｒに到達した後に第２スイッチＳＷ２をオンにし、充電コンデンサ６５に蓄えられた電荷を放電させる。

第１スイッチＳＷ１は、例えば制御部６７内の不図示の駆動回路によって切り替え制御されるスイッチング素子であり、一例として、ＦＥＴ(Field effect transistor)等によって構成される。実施の形態では、第１の左電極６０Ｌ１と充電コンデンサ６５とを接続するための端子ｔ１と、第１の左電極６０Ｌ１と増幅器６４とを接続するための端子ｔ２と、第１の左電極６０Ｌ１と接地ラインとを接続するための端子ｔ３とを有する。

接地ラインは、センサユニット６２Ｌ１の回路のうちの第１の左電極６０Ｌ１を除く回路が形成されるＰＣＢ（Printed Circuit Board）のＧＮＤパターンと等電位であり、上記端子ｔ１への配線パターンおよび上記端子ｔ２への配線パターンのうちの少なくとも一方と略並行に設けられる。図３では接地ラインを端子ｔ２への配線パターンと並行に図示している。
接地ライン（ＧＮＤパターン）を信号線（端子ｔ２への配線パターン）の近くに配置することで、信号線と接地ラインとの間の電磁的な結合を強めて、信号線とＰＣＢ上の他のパターンとの間の結合を抑制することが可能になる。換言すると、ＰＣＢ表面を伝うリーク電流等によってＰＣＢ上の他のパターンの信号が信号線へノイズとなって伝わることと、これとは反対に、信号線の信号がＰＣＢ上の他のパターンへノイズとなって伝わることを抑制する。

第１スイッチＳＷ１は、制御部６７からの指令により、パルス電源６３のパルス電圧Ｖｓの立ち上がりに応じて第１スイッチＳＷ１の端子ｔ２を選択する。これにより、第１の左電極６０Ｌ１と増幅器６４とが第１スイッチＳＷ１および左配線６１Ｌ１を介して接続され、パルス電源６３および増幅器６４から供給されるパルス電圧が第１の左電極６０Ｌ１に印加され、人体Ｈおよび浮遊コンデンサＥが充電される。

続いて、第１スイッチＳＷ１は、制御部６７からの指令により、パルス電源６３のパルス電圧Ｖｓの立ち下がりに応じて第１スイッチＳＷ１の端子ｔ１を選択する。これにより、第１の左電極６０Ｌ１と充電コンデンサ６５とが第１スイッチＳＷ１および左配線６１Ｌ１を介して接続され、人体Ｈおよび浮遊コンデンサＥに充電された電荷を充電コンデンサ６５へ移動させて充電コンデンサ６５を充電させる。これにより充電コンデンサ６５の電圧ＶＣｒｅｆが上昇する。

このように、パルス電源６３および増幅器６４によってパルス電圧を第１の左電極６０Ｌ１に繰り返し印加すると、人体Ｈおよび浮遊コンデンサＥの充電および放電が交互に繰り返され、充電コンデンサ６５の電圧ＶＣｒｅｆが徐々に高くなる。この際、充電コンデンサ６５の電圧ＶＣｒｅｆがあらかじめ定めた電圧の閾値Ｖｔｈｒに到達するまでの時間（パルス電源６３のパルス数で表してもよい）は、人体Ｈによって形成される静電容量Ｃｈ、すなわちステアリングハンドル２を操作する運転者の手の第１の左電極６０Ｌ１に対する相対位置に応じて変化する。すなわち、運転者の手がリム部２０のうち把持検出範囲ＲＬ１（図２参照）内の部分を把持しており静電容量Ｃｈが大きい場合、充電コンデンサ６５の電圧ＶＣｒｅｆが閾値Ｖｔｈｒに到達するまでにかかる時間は短くなり、運転者の手が把持検出範囲ＲＬ１から離れており静電容量Ｃｈが小さい場合、充電コンデンサ６５の電圧ＶＣｒｅｆが電圧の閾値Ｖｔｈｒに到達するまでにかかる時間は長くなる。

さらに、第１スイッチＳＷ１は、制御部６７からの指令により、所定のタイミングで第１スイッチＳＷ１の端子ｔ３を選択する。これにより、第１の左電極６０Ｌ１と接地ラインとが第１スイッチＳＷ１および左配線６１Ｌ１を介して接続され、人体Ｈおよび浮遊コンデンサＥに充電された電荷、第１の左電極６０Ｌ１および左配線６１Ｌ１に残存する電荷を接地ラインへ排出させる。
制御部６７は、例えば上述した第１スイッチＳＷ１の端子ｔ１を選択する場合と、第１スイッチＳＷ１の端子ｔ２を選択する場合とにおいて、それぞれ一旦端子ｔ３を選択してから端子ｔ１、端子ｔ２を選択するように、第１スイッチＳＷ１の切り替えを制御する。
また、制御部６７は、第２スイッチＳＷ２をオンさせる（換言すると、充電コンデンサ６５に蓄えられた電荷を放電させる）タイミングに合わせて、第１スイッチＳＷ１の端子ｔ３を選択するように第１スイッチＳＷ１の切り替えを制御してもよい。
さらに、他の補機が動作するタイミング等に合わせて、第１スイッチＳＷ１の端子ｔ３を選択するように第１スイッチＳＷ１の切り替えを制御してもよい。
第１スイッチＳＷ１の端子ｔ３を選択するタイミングは、制御部６７が実行するプログラムによって適宜変更することが可能に構成されている。

測定部６８は、充電コンデンサ６５の電圧ＶＣｒｅｆが閾値Ｖｔｈｒに到達するまでの時間やパルス数を測定しており、この測定結果に基づいて間接的に第１の左電極６０Ｌ１の近傍に存在する人体Ｈによって形成される静電容量Ｃｈを測定する。測定部６８は、以上の手順によって得られた静電容量Ｃｈの測定値Ｃｈ＿ｄを検出部６９へ送信する。

検出部６９は、測定部６８による静電容量測定値Ｃｈ＿ｄに基づいて運転者によるリム部２０の把持を検出するとともに、リム部２０の把持を検出した場合にはリム部２０における把持位置を推定する。検出部６９は、把持が検出された場合の静電容量測定値Ｃｈ＿ｄの値が大きいほど、リム部２０において左スポーク部２５Ｌに近い位置（例えば２６０deg）が把持されていると推定し、把持が検出された場合の静電容量測定値Ｃｈ＿ｄの値が小さいほど、リム部２０において左スポーク部２５Ｌから遠い位置（例えば２１０deg）が把持されていると推定する。

以上説明したようにセンサユニット６２Ｌ１の検出部６９は、第１の左電極６０Ｌ１の近傍に存在する人体Ｈによって形成される静電容量Ｃｈの測定値Ｃｈ＿ｄに基づいて、リム部２０の把持検出範囲ＲＬ１における運転者による把持を検出し、リム部２０における把持位置を推定する。
なお、説明を省略するが、センサユニット６２Ｌ２によるリム部２０の把持検出範囲ＲＬ２における把持の検出および把持位置の推定と、センサユニット６２Ｒ１によるリム部２０の把持検出範囲ＲＲ１における把持の検出および把持位置の推定と、センサユニット６２Ｒ２によるリム部２０の把持検出範囲ＲＲ２における把持の検出および把持位置の推定と、についても、上述したセンサユニット６２Ｌ１によるリム部２０の把持検出範囲ＲＬ１における把持の検出および把持位置の推定と同様である。

＜リーク電流対策＞
上述したセンサユニット６２Ｌ１による静電容量Ｃｈの測定は、微小信号を扱うことからＰＣＢの表面を伝うリーク電流への対策を必要とする。一般に、ＰＣＢ上に形成された回路の周囲を信号線と同電位のシールドパターンで取り囲み、回路上の特定部位に集中する電界を分散して緩和させる手法（ガードリングとも呼ばれる）が知られている。ガードリングは、リーク電流を抑える効果が得られる一方で、回路をシールドパターンで取り囲む必要性があるためＰＣＢの外形サイズが大きくなってしまうという弊害がある。
これに対して、本実施の形態で採用した第１スイッチＳＷ１の端子ｔ３を選択すると、少なくともガードリングと同等のリーク電流を抑える効果が得られる。つまり、ガードリングを採用しなくてもＰＣＢの表面を伝うリーク電流等を介して左電極６０Ｌ１に不要な電荷が溜まったり、左電極６０Ｌ１から充電コンデンサ６５への電荷移送経路に不要な電荷が生じたりすることを抑制できるため、人体Ｈおよび浮遊コンデンサＥの静電容量Ｃｈの測定に対する影響を抑えることが可能になる。
また、回路の周囲を取り囲むガードリングを廃止することにより、ＰＣＢの小型化と、これに伴う左電極６０Ｌ１等の部品のレイアウトの自由度向上を実現することが可能になる。

以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
（１）ステアリング装置１は、ステアリングハンドル２と、ステアリングハンドル２に対する人体の接触または近接を検出するセンサユニット６２とを備える。そして、センサユニット６２Ｌ１は、ステアリングハンドル２に設けられる左電極６０Ｌ１と、左電極６０Ｌ１の静電容量Ｃｈを測定する測定部６８と、左電極６０Ｌ１が接地される第１状態および左電極６０Ｌ１が接地されない第２状態を切り替えるスイッチ素子としての第１スイッチＳＷ１と、を含む。
このように構成したので、例えば、ＰＣＢ表面を伝うリーク電流等に起因して左電極６０Ｌ１に溜まる不要な電荷は、第１スイッチＳＷ１を第１状態に切り替えて排出することが可能になる。一方で、人体Ｈおよび浮遊コンデンサＥの静電容量Ｃｈを測定する際は、第１スイッチＳＷ１を第２状態に切り替えて左電極６０Ｌ１に蓄積された電荷を測定部６８側へ移動させることが可能になる。これにより、ステアリングハンドル２の把持を適切に検出することが可能になる。

（２）上記（１）のステアリング装置１において、センサユニット６２Ｌ１は、第１スイッチＳＷ１の切り替えを制御する制御部６７と、容量性素子としての充電コンデンサ６５をさらに含み、上記第２状態は、所定の電源としてのパルス電源６３からの電圧が第１スイッチＳＷ１を介して左電極６０Ｌ１に印加される第３状態と、左電極６０Ｌ１が第１スイッチＳＷ１を介して充電コンデンサ６５と接続される第４状態と、を含み、第１スイッチＳＷ１は、制御部６７からの制御信号に基づいて、上記第１状態と、上記第２状態としての第３状態と、上記第２状態としての第４状態と、を切り替える。
このように構成したので、制御部６７からの制御信号に基づく第１スイッチＳＷ１の切り替えのみで、第１状態と第３状態と第４状態との３態様の切り替えを行うことが可能になる。

（３）上記（２）のステアリング装置１において、左電極６０Ｌ１の電荷は、第３状態において蓄積され、第４状態において充電コンデンサ６５へ移動し、第１状態において接地ラインに排出される。
このように構成したので、制御部６７からの制御信号に基づく第１スイッチＳＷ１の切り替えのみで、左電極６０Ｌ１における電荷蓄積と、測定部６８側の充電コンデンサ６５への電荷移動と、リーク電流等に起因して左電極６０Ｌ１に溜まる不要電荷の排出と、を行うことが可能となる。

（４）上記（３）のステアリング装置１において、例えばセンサユニット６２Ｌ１は、少なくとも第１スイッチＳＷ１、充電コンデンサ６５および測定部６８が電子基板としてのＰＣＢ上に構成され、第１スイッチＳＷ１と左電極６０Ｌ１との間、第１スイッチＳＷ１とパルス電源６３との間、および第１スイッチＳＷ１と充電コンデンサ６５との間をそれぞれ結ぶ信号線パターンのうちの少なくとも一つは、接地ラインに近接して形成される。
このように構成したので、第１スイッチＳＷ１の端子ｔ３を選択する（左電極６０Ｌ１が接地される第１状態に対応）ことにより、リーク電流を抑えるガードリング相当の効果が得られる。つまり、ガードリングを採用しなくてもＰＣＢの表面を伝うリーク電流等を介して左電極６０Ｌ１に不要な電荷が溜まったり、左電極６０Ｌ１から充電コンデンサ６５への電荷移送経路に不要な電荷が生じたりすることを抑制できるため、人体Ｈおよび浮遊コンデンサＥの静電容量Ｃｈの測定に対する影響を抑えて、測定精度を高めることが可能になる。
また、信号線パターンの近くに接地ラインを設けることで、信号線パターンと接地ラインとの電磁的な結合が強くなり、信号線パターンとＰＣＢ上の他の信号線パターンとの間のクロストークを防止することが可能になる。
さらに、回路の周囲を取り囲むガードリングを廃止することにより、ＰＣＢの小型化と、これに伴う左電極６０Ｌ１等の部品のレイアウトの自由度向上を実現することが可能になる。

（５）上記（１）のステアリング装置１において、ステアリングハンドル２は、環状のリム部２０、リム部２０の内側に設けられたハブ部２３、およびハブ部２３からリム部２０の径方向に延びハブ部２３とリム部２０の内周部とを接続するスポーク部２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｄを備え、例えばセンサユニット６２Ｌ１（またはセンサユニット６２Ｒ１）は、スポーク部２５Ｌに配設された左補機操作コンソールユニット（左側の機能スイッチ部）５Ｌ（または右スポーク部２５Ｒに配設された右補機操作コンソールユニット（右側の機能スイッチ部）５Ｒ）に配置される。
一般に、スポーク部内の空間は、リム部内の空間よりも広く確保することが容易である。そのため、上記（５）のような構成にすることで、ステアリングホイールのリム部内にセンサユニットをインサート成形する場合と比べて、生技性を高めることが可能になる。

（６）上記（５）のステアリング装置１において、スポーク部２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｄは、乗員により把持されるリム部２０およびハブ部２３間に複数設けられ、例えばセンサユニット６２Ｌ１と６２Ｌ２、６２Ｒ１と６２Ｒ２は、複数のスポーク部２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｄのうち、運転席からの正面視で左スポーク部２５Ｌおよび右スポーク部２５Ｒにそれぞれ配設されるとともに、左補機操作コンソールユニット（左側の機能スイッチ部）５Ｌ、右補機操作コンソールユニット（右側の機能スイッチ部）５Ｒ内で車両情報操作あるいは運転支援機能操作の少なくとも一つの操作を行うための構成部品としてのスイッチ等に近接して配置される。
このように構成したので、左右のスポーク部２５Ｌ、２５Ｒに対となって配置される左補機操作コンソールユニット（左側の機能スイッチ部）５Ｌおよび右補機操作コンソールユニット（右側の機能スイッチ部）５Ｒにセンサユニット６２Ｌ１と６２Ｌ２、６２Ｒ１と６２Ｒ２のＰＣＢをそれぞれ配置することにより、リム部２０の左右の推奨把持範囲での把持検出を適切に行うことが可能になる。

（７）上記（６）のステアリング装置１において、センサユニット６２（６２Ｌ１、６２Ｌ２、６２Ｒ１、６２Ｒ２）は、少なくとも電極６０（６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１、６０Ｒ２）以外の構成を電子基板としてのＰＣＢ上に有し、例えばスポーク部２５Ｌおよび２５Ｒに配置されるセンサユニット６２の電極６０は、正面視でステアリングハンドル２の左のリム部２０および右のリム部２０の所定の把持範囲である推奨把持範囲に対応して複数（６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１、６０Ｒ２）備えられ、それぞれがＰＣＢの端面に沿って配置される。
このように構成したので、例えば、センサユニット６２Ｌ１、６２Ｌ２、６２Ｒ１、６２Ｒ２の回路の周囲を取り囲むガードリングを廃止してＰＣＢのサイズを縮小したことにより生まれる空間（ＰＣＢ周囲の端面）に、複数の電極６０（６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１、６０Ｒ２）を適切に配置することが可能になる。

上記実施の形態は、種々の形態に変形することができる。以下、変形例について説明する。
（変形例１）
実施の形態では、ステアリングハンドル２として環状のステアリングホイールを例示したが、環状でない四角形状、または棒状等の異形のステアリングハンドルを用いる場合にも、本発明を適用して構わない。

（変形例２）
実施の形態では、複数の電極６０として第１の左電極６０Ｌ１、第２の左電極６０Ｌ２、第１の右電極６０Ｒ１、および第２の右電極６０Ｒ２の４つを例示したが、電極の数は例示した４つよりも多くても少なくてもよい。
また、例示した４つの電極６０Ｌ１、６０Ｌ２、６０Ｒ１、および６０Ｒ２に対応させて、４つのセンサユニット６２Ｌ１、６２Ｌ２、６２Ｒ１および６２Ｒ２を例示したが、センサユニット６２の数は、電極６０の数の大小により増減させてもよい。
さらにまた、実施の形態では、一つの電極６０に一つのセンサユニット６２を対応させる場合を例示したが、複数の電極６０を一つのセンサユニット６２に対応させてもよい。例えば、正面視で左側のスポーク部２５Ｌに配置される一つのセンサユニット６２を、第１の左電極６０Ｌ１および第２の左電極６０Ｌ２に対応させるとともに、正面視で右側のスポーク部２５Ｒに配置される別のセンサユニット６２を、第１の右電極６０Ｒ１および第２の右電極６０Ｒ２に対応させる。
さらに、左右のセンサユニット６２を一つに統合してもよく、統合した場合において、統合した一つのセンサユニット６２を左スポーク部２５Ｌと、右スポーク部２５Ｒと、下スポーク部２５Ｄと、のいずれに配置してもよい。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施の形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施の形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ ステアリング装置、２ ステアリングハンドル、５Ｌ 左補機操作コンソールユニット（機能スイッチ部）、５Ｒ 右補機操作コンソールユニット（機能スイッチ部）、６ 把持検出装置、２０ リム部、２３ ハブ部、２５Ｌ 左スポーク部、２５Ｒ 右スポーク部、６０ 電極、６０Ｌ１ 第１の左電極、６０Ｌ２ 第２の左電極、６０Ｒ１ 第１の右電極、６０Ｒ２ 第２の右電極、６１Ｌ１，６１Ｌ２ 左配線、６１Ｒ１，６１Ｒ２ 右配線、６２（６２Ｌ１，６２Ｌ２，６２Ｒ１，６２Ｒ２） センサユニット、６３ パルス電源、６４ 増幅器、６５ 充電コンデンサ、６７ 制御部、６８ 測定部、６９ 検出部、Ｃｅ 浮遊容量、Ｃｈ 静電容量、Ｈ 人体、ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＲ１，ＲＲ２ 把持検出範囲、ＳＷ１ 第１スイッチ、ＳＷ２ 第２スイッチ

Claims (6)

1. ステアリングハンドルと、前記ステアリングハンドルに対する人体の接触または近接を検出するセンサユニットと、を備えるステアリング装置であって、
   前記センサユニットは、
   前記ステアリングハンドルに設けられる電極と、
   前記電極の静電容量を測定する測定部と、
   前記電極が接地される第１状態および前記電極が接地されない第２状態を切り替えるスイッチ素子と、を含み、
   前記センサユニットは、前記スイッチ素子の切り替えを制御する制御部と、容量性素子と、をさらに含み、
   前記第２状態は、所定の電源からの電圧が前記スイッチ素子を介して前記電極に印加される第３状態と、前記電極が前記スイッチ素子を介して前記容量性素子と接続される第４状態と、を含み、
   前記スイッチ素子は、前記制御部からの制御信号に基づいて、前記第３状態から前記第４状態へ、または前記第４状態から前記第３状態へ切り替えるときに、一旦前記第１状態に切り替えてから、前記第４状態または前記第３状態へ切り替え、
   前記電極の電荷は、前記第３状態において蓄積され、前記第４状態において前記容量性素子へ移動し、前記第１状態において接地ラインに排出される、
   ことを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアリング装置において、
   前記所定の電源は、パルス電源であり、
   前記スイッチ素子は、前記パルス電源から印加されるパルス電圧の立ち上がりに応じて前記第３状態への切り替えを行い、前記パルス電圧の立ち下がりに応じて前記第４状態への切り替えを行い、
   前記測定部は、前記容量性素子の電圧が所定閾値に到達するまでの時間、または、前記容量性素子の電圧が前記所定閾値に到達するまでの前記パルス電圧のパルス数に基づいて、前記電極の前記静電容量を測定する、
   ことを特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１に記載のステアリング装置において、
   前記センサユニットは、少なくとも前記スイッチ素子、前記容量性素子および前記測定部が電子基板上に構成され、
   前記スイッチ素子と前記電極との間、前記スイッチ素子と前記所定の電源との間、および前記スイッチ素子と前記容量性素子との間をそれぞれ結ぶ信号線パターンのうちの少なくとも一つは、前記接地ラインに近接して形成される、
   ことを特徴とするステアリング装置。
4. 請求項１に記載のステアリング装置において、
   前記ステアリングハンドルは、環状のリム部、前記リム部の内側に設けられたハブ部、および前記ハブ部から前記リム部の径方向に延び前記ハブ部と前記リム部の内周部とを接続するスポーク部を備え、
   前記センサユニットは、前記スポーク部に配設された機能スイッチ部に配置される、
   ことを特徴とするステアリング装置。
5. 請求項４に記載のステアリング装置において、
   前記スポーク部は、乗員により把持される前記リム部および前記ハブ部間に複数設けられ、
   前記センサユニットは、複数の前記スポーク部のうち、運転席からの正面視で左スポーク部および右スポーク部にそれぞれ配設されるとともに、前記機能スイッチ部内で車両情報操作あるいは運転支援機能操作の少なくとも一つの操作を行うための構成部品に近接して配置される、
   ことを特徴とするステアリング装置。
6. 請求項５に記載のステアリング装置において、
   前記センサユニットは、少なくとも前記電極以外の構成を電子基板上に有し、
   前記電極は、前記正面視で前記ステアリングハンドルの左および右の前記リム部の所定の把持範囲に対応して複数備えられ、それぞれが前記電子基板の端面に沿って配置される、
   ことを特徴とするステアリング装置。