专利名称：监视动力系统的手动转向的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及如何针对人为因素最佳地监视可以是机械、车辆、船 舶、飞机、建筑工地、建筑机械、军事系统、仪器系统、或全部由人 手动控制的任何其它动力系统的动力系统的手动控制，和针对人机接 口中对诸如可能由控制设备的控制不足引起的警告信号的最佳响应， 使该方法最适合保持和利用人的特性。
当本发明应用于作为受控系统的机动车辆时，可以将本发明的技 术领域称为"主动监视系统"。只要借助于人手来进行控制，无论其 为直接地还是通过放大和/或稳定控制系统，该应用都是有效的。
背景技术：
对于机动车辆内的应用，非常感兴趣的是消除与可能具有各种原 因和表现方式的对方向盘的注意力不足相关联的危险的任务。这些原 因可能包括与诸如移动电话、收音机或其它声源、导航、或其它消遣 之类的其它活动相关联的分心。 一种最主要原因可能是疲劳，在最坏 情况下其可能导致驾驶员在方向盘上睡着。
已知有几种技术解决方案，并且这些技术解决方案中的许多种已 经在商业上实现了，例如，使驾驶员避免受移动电话等不希望的千扰 的措施。在驾驶员在高速公路上驾驶时分心和注意力不足或越来越疲 劳的情况下，他或她可能不经意地对方向盘控制不足，使汽车滑到另 一条车道上。配有记录相对于当前车道的偏离并且可以使用警告信号 警告驾驶员汽车指向何方的系统的汽车已经可以从市场上购买到。这 样的系统也可以启动车辆中的其它保护机制。但是，这些系统中的某 些要求马路上限定车道的线是看得见的，这未必总能做得到。
减少由注意力不足、疲劳或在方向盘上睡着引起并且对美国的事故率有重要影响的单车事故的一种技术解决方案是在高速公路上配备 停车振动带，当车轮越过停车振动带时，停车振动带就在车内引起振动声。
这种方法的优点是它的简单性。但是，与前述方法一样，这里的 缺点是只有当错误控制已经对车辆的位置造成影响时才发现危险，这 可能太迟了。
寸象记录转矩，和如PCT申请WO2005/059857所述，不仅研究方 向盘不活动，而且研究随后方向盘运动和用计算机程序计算如通过参 数定义的注意力不足的风险，并且根据计算发出警告那样，记录方向 盘角度的量值和记录方向盘的不活动作为驾^^员注意力不足的量度也 是已知的。
围绕疲劳问题的其它已知技术解决方案旨在确定驾驶员的受不同 疲劳程度影响的眼睛运动和/或眼睑运动，并且允许这样的观察在处理 之后构成车辆中的警告和行动系统的输入信号。但是，这种性质的解 决方案在技术上是先进的，因此可能易受干扰。驾驶员的手与方向盘 接触和手围绕方向盘的位置形成与机动车辆中的警告系统有关的一些 已知方法的基础。
基于定期测试驾驶员的反应速度，以及也定期测试驾驶员的清醒 度的用于机动车辆的方法是已知的。德国专利DE 19518914描述了测 试机动车辆的驾驶员的注意力和反应能力的装置，该装置发出必须由 驾驶员在方向盘上按下手指确认接收到的信号。JP 4183439A1和JP 5345569中的专利说明书涵盖了对驾驶员与方向盘的接触的发现和分 析，在第一种情况下，利用记录随后分析驾驶员的清醒度的心电图的 装置，而在第二种情况下，包括测量施加在方向盘上的力。
从专利申请US 20030189493中获知，用于确定发生手接触的传感 器可以以某种特定方式处在方向盘的圓周上，借助于该传感器可以分 析手的位置和这些位置的历史，并且将它们与来自已知事故统计等的 数据相比较。用电容手段测量驾驶员的手与方向盘或其它控制设备的 接触的方法可从专利申请US 20020170900中获知。
发明内容
本发明涉及在手动控制动力系统期间监视注意力的方法，其中检 测控制不足和发出警告信号，其特征在于，使所述警告信号由所述系
统的人和机器(PM)之间的身体-机械接口中的振动(wl)和(w2) 构成，其中使这些振动具有这样的频率、振幅和持续时间，使得当人 的手为了控制所述系统(V)而与控制设备(W)接触时，激活手和 手指的内表面上的迈斯纳(Meissner)小体和帕奇尼(Pacinian)小 体，并且其中，使注意力不足根据所述控制设备的控制运动来计算。
本发明与已知设备的方法和系统的不同之处在于， 一旦正常控制 模式消失了，就以特别高效、可识别和舒适的方式通过手中的两种类 型的特定敏感小体将根据医学技术确定的信号直接发送到人脑。
本发明基于并且综合了四项已知事实的效果。[1在医学上已知人 手和手指的内侧皮肤存在几种类型的敏感小体，其中两种，即，迈斯 纳小体和帕奇尼小体具有当它们受某些频率、振幅和持续时间的振动 刺激时，向大脑发出非常迅速和强烈脉冲的能力。[2]在医学上还已知 大脑在越来越疲劳、睡着、和醒着时是如何工作的。因此，知道睡着 是人脑中松弛了一段时间之后瞬时发生的自然过程，并且一旦人睡着 了，受人控制的所有有意识肌肉运动都会停止。而且，还知道大脑中 从睡着到醒来并且有意识状态的转变也可以与足够强度和性质的外部 千扰的到达同时发生，当然在相关人员健康的条件下，而不是在受药 物、酒精或其它制剂影响的条件下。3而且，众所周知，在手与控制 设备接触的手动控制中主动地牵涉到手的敏感性。[4最后，我们知道， 对几组动力系统的控制通常需要在时间上非常接近地一个接着一个的 许多小校正和控制脉冲。动力系统可能受外部干扰。系统的动态特性 取决于受控系统、控制系统本身、和干扰性质的许多物理参数。在本 发明人详细研究的机动车辆的情况下，车辆的动态特性一般具有这样 的性质，即在时间上离得很近的利用方向盘运动的小校正构成沿着高 速公路行驶时使车辆保持在所希望车道上所需的正常控制行为。本发明掌握了这四项事实，并且限定了一种方法和系统，其监视 控制设备的运动，和在控制不足的情况下，以特別在松弛地握在方向 盘上的情况下，特别适合由手和手指的内侧皮肤中的两种特定敏感器 官识别的可识别振动脉沖串的形式发出警告信号。本发明以这种方式 打开了警告信号到达控制人员的大脑的最迅速和最安全路径，并且使 大脑作出最迅速的本能反应，因为这种反应去往警告信号从其到达的 相同身体部位。因此，本发明与其它迄今为止已知的方法的不同之处 不仅在于警告信号的安全性，而且在于对该信号作出响应的反应速度。 本发明提供了对警告信号的性质和电平的参数的个体自适应和设置的 机会。按照本发明的系统可以容易地与机动车辆中或任何其它动力系 统中的其它系统集成在一起。
在手动控制诸如车辆、船舶或任何其它受控系统之类的动力系统 期间， 一只或两只手与可以是方向盘、操纵杆、方向舵等的控制设备 接触。为了简单起见，在下面的描述中将讨论车辆的方向盘，但本描 述和本发明在可应用部分中可以涉及除了所述那些之外的其它类型控 制设备和其它类型充满风险的状况。在驾驶车辆时方向盘构成连续人 机接口，而加速踏板、制动踏板、变速杆和其它控制器构成不连续接 口。方向盘的管理与加速器和制动器的管理一起，是只要车辆技术基 于手动控制，驾驶员就必须在驾驶的同时连续地把他或她的注意力集 中在上面的生死伙关的工作。与所有人类活动一样，即使大脑的确从 已经存储有并且可以使用机动模式和其它行动模式的预编程神经系统 中获得帮助，实际控制工作也必须服从大脑。在大脑未疲劳、未受影 响和健康条件下，即使在恶劣交通状况下，大脑也能够设法控制机动
车辆。大脑借助于以下种感觉接收、解释和协调基于输入信号的脉沖 视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉。在实际驾驶工作期间，主要感觉是 视觉和听觉、并且主要在手上的触觉，但也可以是身体其它部位的感 觉，在它们的帮助下可以确定像加速、制动、侧倾和横向加速那样的 因素。眼睛的工作和视觉在道路安全方面是最主要的。人们知道，驾 驶员在正常情况下常常将视点移到道路边缘和交叉道路上，并且还知
8道，分心的和疲劳的驾驶员往往使视点较固定并且直接指向道路前方， 这样，使例如在道路交叉点上发现来自侧面的交通危险的能力受到损 害。此外还知道，越来越疲劳常常使得肌肉松弛，这通常发生在入睡 时。汽车驾驶员的松弛可能导致手的抓握更无力并且双手落在休息的 位置上。进一步已知的后果是方向盘运动减少并且以较大幅度运动， 导致汽车的行进路径变得更加弯曲的后果。当驾驶员完全睡着时，双 手可能是无力地放在方向盘上，或者，在最糟糕的情况下，双手可能 完全放开方向盘。在这种背景下，尤其重要的是考虑高速行驶在高速 公路上。人们知道，当疲劳时，在长时间单调驾驶期间，丧失注意力 的风险会增大，并且还知道，出事故的风险随速度增加而增大。由于 这个原因，作为问题描述的一部分，我们将考虑正在高速公路上以正
常速度驾驶的驾驶员。取决于当地速度限制，假定速度处在90与150 公里/小时之间。现在让我们考虑方向盘上疲劳的驾驶员可能发生驾 驶员开始想睡，肌肉开始松弛和接近睡着，致使方向盘单位时间的运 动次数逐渐减少，最后睡着时变成零的状况。如果我们进一步认为已 经加入了汽车的定速巡行控制系统或加速踏板的位置不变，那么，我 们将面临可用于防止严重事故的几秒钟至关紧要的状况。汽车在10 秒行驶250-420米的特定速度范围内 一秒钟将移动25-42米。为了防 止这种状况下的致命交通事故，需要非常迅速的主动方法，这是本发 明可以提供的。
按照本发明的方法不仅将人机接口用于通过登记控制设备的运动 检测控制的不足，而且将人机接口用于当与控制设备接触时，通过从 人手和手指的内侧皮肤中的所谓迈斯纳小体和帕奇尼小体到人脑的警 告信号，并且通过相同接口内的几分之一秒内的直接响应的记录唤醒 注意力，并且，万一缺乏响应，启动唤醒注意力和提高安全性的继续 措施，以防止或减小控制不足的后果。按照本发明的方法的迅速性基 于几种相互作用的因素。医学研究表明，在手和手指的内侧皮肤中， 人脑比任何其它感觉输入更迅速地体会到振动。除了其它因素之外， 这种大脑体会到感觉输入的能力受个体的年龄、输入期间手的温度、和个体紧接在输入之前是否使用振动工具工作过的影响。按照这种方 法，将人机接口中对驾驶员的警告信号直接给予大脑，不需要任何解 释，因为它是从人机接口直接引出的，因此直接与控制工作耦合。可
以以方向盘运动的形式从不到一秒的直接响应中得出两条结论当警 告信号到达时驾驶员让他或她的手仍然与方向盘接触；和他或她已经 体会到触摸的感觉，因此已经从睡眠中醒来并且恢复对方向盘的控制。 除了记忆和视觉体验的功能恢复的反应(其使得可以更深入了解状况) 之外，第一种反应是方向盘运动的反应，该反应不仅是本能的，因为 警告是手与方向盘的接触而引起，而且是有意识的，因为大脑已经清 醒到有意识了。因此，本发明将人机接口既用于检测控制不足的工作 又用于引起控制人员对控制工作的注意的工作。该方法的迅速性和筒 单性的基本原因就在这里。像在机动车辆的情况下所做的那样，在控 制不足的情况下使方向盘无运动的时段长度形成警告的基础是本发明 的基本概念之一 。这种概念已经通过本发明人进行的研究和实际实验 得到证实。尤其在高速公路上的正常驾驶期间进行了实验，从而研究 了方向盘运动的频率和节奏，尤其研究了有意识方向盘运动之间的间 隔。实验表明， 一般出现在通常是一秒或几秒的时段之后的小校正是 至关紧要的。针对不同驾驶员进行的实验表明了稍大于每分钟32-78 次方向盘运动，或每秒0.5-1.2次方向盘运动的平均值，在每分钟变化 20-80次方向盘运动的范围内。每次在一分钟的时段内进行观察，在 这个时段内计算有意识方向盘运动的次数，其中与它的方向和它的幅 度无关地将方向盘处在静止状态之后方向盘的每次运动计数成一次方 向盘运动。这些运动不是以恒定频率发生它们常常2-3次运动一组 地出现，并且在例如超车或新交通状况期间更频繁地出现。但是，即 使在高速公路上沿着直线平静、单调并且不中断地驾驶期间，也会一 般在前一次方向盘运动之后的1-4秒的时段内发生方向盘运动，以便 进行小校正。当像疲劳驾驶员的情况那样，注意力处在低水平上时， 方向盘运动更少地发生，它们之间的时间也更长，它们可能需要较大 的幅度，以便能够校正已经产生的驾驶方向的错误。而且，为了涵盖越来越大的高速事故风险，按照本发明的方法包括使自最近方向盘运 动以来经过的道路的路程可以确定警告的发出。直接响应的缺乏暗示
着已经出现了危险状况驾驶员的手已经不与方向盘接触，或已经深 度无意识，以致于甚至按照本发明指定的方向盘的振动也不足以打破 它。在这种状况下，按照本发明的方法和系统允许增强警告信号，并 且启动用于主动安全的其它已知系统，如用于在车辆正在行驶时外部 和内部传信、自动介入的已知方法、和类似方法。
按照本发明的系统在机动车辆的情况下至少包含如下部分检测 有意识方向盘运动的装置；计算自最近有意识方向盘运动以来经过的 道路的路程的装置；遵从本方法规定的要求控制警告信号的发出的装 置；在控制设备，即，方向盘中，依照这些要求，在驾驶时与驾驶员 的手接触的表面上并且以本方法限定的方式进行机械振动的装置；和 与车辆中被认为必要和适当的其它系统进行这样的集成的装置。将系 统的操作条件和发出的任何警告记录在车载计算机和/或行车自动记 录仪(tachograph)中是适宜的。
优点
如下功能二手动控制;间，通过利用i肤中的"种振动敏感的敏感 小体和通过将来自大脑的响应马上记录到发出信号的敏感小体所在的 相同身体部位一该过程非常类似于对疼痛感觉或较低水平触摸感觉的 本能反应，以更高效、可识别和舒适的方式，通过经由从事控制工作 的双手向大脑直接发送警告，将人唤醒使其有注意力。通过使来自受 控系统的反馈像按照本方法所做的那样基于控制设备的运动，而不是 基于车辆的运动，消除了要不然会影响反馈的延时和相移，因此提高 了本方法的迅速性。按照本发明的方法的附加优点是它的简单性，这 对它的安全性和可靠性也有正面效果。
图1示出了加上按照本发明的监视系统1的动力系统的手动控制
ii的示意性框图2示出了按照本发明的振动脉冲串的包络线；和
图3示出了按照本发明的方向盘振动器6的位置的例子。
具体实施例方式
下面参照上面列出的附图描述按照本发明一个实施例的方法、系 统和装置。为了将本发明置于它的正确背景下，手动控制系统内的连 接主要用虚线显示在图1中，而按照本发明的附加监视系统用实线表 示
D表示控制人员一"驾驶员"； H表示此人的手一 "手"； W表示控制设备一"方向盘，，； PM表示身体-机械的人机接口一 "身体机械边界"； V表示受控系统一 "车辆"； E表示受控系统的周围一"环境"； S表示感觉一 "感觉"； I表示仪器一"仪器"；
fl表示可以检测的受控系统的运动一 "反馈r ; f2表示可以检测的周围的状况一"反馈2";和 f3表示仪器数据一 "反馈3"。
正如图1中的箭头有意示出的那样，控制人员D利用手H对控制 设备W进行控制运动，该控制设备W控制系统V。反馈通过控制人 员D发生，控制人员D通过他或她的感觉S体验受控系统V的行为 fl，通过f2观察周围E，和通过B读取仪器I。当应用于机动车辆的 情况时，控制人员D是驾驶员，控制设备W是方向盘，受控系统V 是机动车辆，和周围E是交通状况。与按照本发明的监视系统相联系， 将如下的符号加入附图中
1表示按照本发明的监视系统；
2表示带有监视系统中的电子电路的控制单元；
3表示控制设备上或中的传感器；4表示振荡器和它们的驱动电路； 5表示放大器和混合器； 6表示控制设备中的振动器； wl表示到MC的警告信号一 "警告信号1"; w2表示到PC的警告信号一 "警告信号2"; MC表示手中的迈斯纳小体一 "迈斯纳小体"； PC表示手中的帕奇尼小体一 "帕奇尼小体"； a表示沿着神经路径来自MC+PC的信号一 "提醒信号"； f4表示来自控制设备上的传感器的信号一"反馈4"; f5表示来自受控系统的选择数据一 "反馈5"; f6表示来自监视系统的选择数据一 "反馈6"; 9表示车辆的主动安全系统；和
10表示车辆的车载计算机和/或车辆的行车自动记录仪。 辅助监视系统1具有如下功能按照本发明，该系统主要通过控 制设备W的运动f4中的不足来注意控制中的不足。当这些不足沿着 某段记录行进路程出现时，按照本发明的方法，系统l在某些预编程 和可调整条件下，通过在人机接口 PM中具有如下强度和性质的可识 别振动的至少一个脉冲串来生成警告信号wl和w2,即它们可以容易 地被与控制设备W接触的手和手指的内表面的皮肤表面中的两种类 型的敏感小体MC和PC检测到，该振动具有这样的性质、频率、振 幅和持续时间，使得在沿着神经路径的向上方向上将明显的脉冲a引 向大脑，使大脑清醒过来变得有意识。按照本发明，控制的不足主要 通过来自传感器3的测量值来检测，传感器3记录与控制设备W直接 相关联的大于大约0.5。的每次有意控制运动f4 (不考虑其方向)。每 当发生这样的方向盘运动的时候，传感器3就将信号f4发送到包含逻 辑电路的控制单元2。在机动车辆的情况下，车辆V中的控制单元收 集在最近方向盘运动之后加入控制单元中的计数器中的行进路程的瞬 时增量f5。传感器3将信号f4发送给控制单元2，控制单元2在每次 发生方向盘运动时将这个计数器重置成零。万一这样的信号在最近方向盘运动之后经过累积到某个阈值的行进路程仍未到达，那么，按照
本发明，这是对控制不足的可靠量度，所述阈值被存储在控制单元2 中并且可以通过使用某些控制7来设置。当计数器已经达到这样的预 编程阈值时，控制单元将起动脉冲发送到振动器6的驱动电路4、 5， 该电路运行存储在控制单元2中的程序。监视系统含有手动设置装置 7是适宜的，借助于手动设置装置7，可以设置振动振幅、阈值和其它 参数。而且，除了到仪器面板或显示器I的信号以外，该系统可以将 进一步的信号f6发送给驾驶员，譬如，声音或光信号、有关状态的信 息、警告级和已经设置的值。监视系统的操作状态和警告可以记录在 车载计算机或行车自动记录仪IO中，并且，它的连接和断开可以按车 辆的速度来控制。取决于交通规则，它可以含有防止手动断开的模块。 在应用于车辆的情况下， 一旦恢复控制，就将至少类型wl或w2，最 好同时wl和w2两者并且最好是可识别脉冲串序列的振动脉冲串引导 给驾驶员。如果发生这种情况，在从3接收到信号f4之后将控制单元 2中的计数器重置成零，此后控制单元2将停止信号发送到警告电路4， 以便终止信号的产生。如果控制未恢复，致使没有信号从传感器3发 出，那么，控制单元2的计数器中的值继续增加，从而可以将控制单 元编程成首先增加wl和w2的幅度，随后激活车辆中的已知安全系统 9。如果需要，可以将历史警告数据存储在车载计算机或行车自动记录 仪中。这里，为了清楚起见，将监视系统1、它的控制单元2和相关 电路描述成具有与本发明有关的多个分立部分的分立系统，但在诸如 机动车辆之类的受控系统中，以从生产的观点来看既能起作用又经济 和有利的方式将它的功能和单元与诸如车载计算机、行车自动记录仪、 仪器、电缆和车辆的其它部件之类的其它电子电路集成在一起理所当 然也在本发明的范围之内。按照本发明的方法，将注意力不足定义成 以最近方向盘运动之后经过的道路的路程f5来衡量的方向盘运动终 止的持续量。如果只对方向盘运动终止的持续时间进行计数，该方法 和该系统将不会考虑实际行进速度对事故风险和对事故后果的重要影 响。将注意力记录成每次小的有意识方向盘运动f4，因此将控制单元
142中的计数器重置成零，该计数器测量最近方向盘运动之后行进的路 程。在小于，例如，50公里/小时的每个速度上也将寄存器重置成零， 在这样的情况下，意味着监视系统旨在在超过50公里/小时的速度上 起作用。因此，寄存器的瞬时值构成与后果有关的注意力不足的持续 量的量度。可以以定义的阈值的形式选择不同警告级，并且将它们存 储在监视系统的计算电路2中，这些阈值使得产生不同警告幅度，并 且，作为最后的手段，使得产生防止事故的措施9。如果所选和可调 整阈值被选择成，例如，200、 300和400米，那么，在110公里/小时 的速度下，它们分别对应于6.5、 9.8和13秒的时间间隔。检测方向盘 运动的传感器3可以具有不同类型和设计，并且可以基于进行位置、 角度或运动的测量的已知技术，以便可以以充分精确的健壮和可靠方 式检测控制设备的每次有意识控制运动，和以便可以利用已知技术过 滤掉其它干扰因素、道路上的凹凸不平或振动的影响。按照本发明的 振动器6完全可以具有任何已知类型。可以选择电磁激发并且从带有 或不带混合器的一个或多个功率级馈入的振荡机械振动器，混合器又 最好通过放大器5从两个振荡器电路4馈送，并且它们可以由控制单 元2针对以下方面进行控制不仅警告程序，如其开始和停止、持续 时间、暂停和振幅程序，而且被馈入的参数，如频率和音量的设置。 信号wl和w2的频率在相关振荡器电路4中生成，然后它们经过带有 或不带混合器和分立功率级的放大器电路5。在已经描述过的情况下， 在普通类型的振动器中同时引起了两种频率的感应振动。 一种替代是 将分立振动器用于两个频率范围。按照已经馈入控制单元的警告程序 来自动控制振幅，其中的参数可以通过单元7手动设置。某些频率范 围的i殳置可以以相同方式同时进4亍，例如，20-40 Hz和200-300 Hz。
按照一种设计，使振动在出现控制不足之后的某个预定时间之后 重新开始。例如，可以在15分钟之后重新开始，以便防止重复发生睡 在方向盘上。
示范在图2中的警告设计受控制单元2中的程序控制，其中的参 数可以利用单元7预置。图2给出了按照本发明的方法触发正在进行手动控制的人员的振动信号wl和w2的适当设计的例子。图中的曲线 构成振动脉冲串的振幅的包络线。对迈斯纳小体和帕奇尼小体产生最 大影响的信号频率分别是大约30Hz和250Hz，因而，正如图中暗示 的那样，应当将相同或250-750毫秒的不同持续时间、后面接着至少 150亳秒的持续时间的暂停、并且振幅依次增大的可识别脉冲串序列 赋予它们。该方法和该系统包含通过将可触知警告信号wl和w2主要 发送到手和手指的内侧皮肤中的两組特殊指定敏感小体，来立即唤醒 驾驶员的注意力。脉冲串的长度可以遵从所选模式，例如，莫尔斯 (Morse)码信号，以便更加容易识别。可以在本发明的范围内选择 所有所希望的警告级，并且，本发明不局限于作为注意力不足的量度
的警告级的某些值。希望在系统中为警告振幅设置各自值可能有多个 理由。敏感小体对振动的反应的阈值随年龄增大和皮肤温度降低而增 大，并且可能因个体而异。
在本发明的范围内，本领域的普通技术人员能够为振动设置合适 的各个级别。
图3提供了在各种各样设计的方向盘中方向盘振动器的位置的例 子。围绕方向盘圆周的阴影区表示可能位置，驾驶员的手常常放在那 里，并且预期他们在放松的情况下会把手放在那里。按照本发明，该 位置不局限于所建议的位置可以在每种个别情况下选择它们，以便 当手握住或放在方向盘上时，振动会到达手和/或手指的内表面。最好， 将按照本发明的方向盘振动器集成到方向盘的设计中，但也可以将它 们制造成从外部安装在方向盘上。
上面针对与机动车辆的控制有关的应用详细描述了监视动力系统 的手动控制的本发明，该应用可以以不同方式实现，但本发明不局限 于本文和在附图中所述的实施例，因为可以在所附专利权利要求书的 范围改变它。
权利要求
1. 一种在手动控制动力系统期间监视注意力的方法，其中检测控制的不足并且发出警告信号，其特征在于，使所述警告信号由所述系统的人和机器(PM)之间的身体-机械接口中的振动(w1)和(w2)构成，其中使这些振动具有这样的频率、振幅和持续时间，使得当人的手为了控制所述系统(V)而与控制设备(W)接触时，激活手和手指的内表面上的迈斯纳小体(MC)和帕奇尼小体(PC)，并且，使注意力不足根据所述控制设备的控制运动来计算。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，使电子电路检测人的 控制不足终止的时间。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，振动(wl);(w2) 的所述频率分别在1-150 Hz和150-500 Hz的区间内，最好大约30 Hz 和大约250 Hz。
4. 如权利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，使所述振动 (wl) ; (w2)发生在至少150毫秒持续时间的暂停之间的大约700毫秒的持续时间内。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在人的控制不足未在 所述振动激活时终止的情况下，进一步激活更高振幅的振动。
6. 如权利要求1、 2、 3、 4或5所述的方法，其特征在于，当人 的控制不足终止时，使所述振动(wl) ; (w2)终止。
7. 如权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的方法，其特征在于，使 所述振动(wl) ; (w2)的所述振幅以能够手动或自动、或这两者设 置的方式选择在疼痛阈值以下的水平上。
8. 如权利要求1、 2、 3、 4、 5、 6或7所述的方法，其中受控动 力系统是机动车辆，其特征在于，使控制设备的最近记录的运动之后 经过的时间和/或行进路程构成控制不足的量度。
9. 一种在手动控制动力系统期间监视注意力的设备，其中检测控 制的不足并且发出警告信号，其特征在于，包含驱动电路(4， 5)和振动器(6)的装置被布置成在所述系统的人和机器(PM)之间的身 体-机械接口中以振动(wl)和(w2)的形式生成所述警告信号，其 中所述装置被布置成生成具有如下频率、振幅和持续时间的振动，即， 当人的手为了控制所述系统(V)而与控制i殳备(W)接触时，分别 激活手和手指的内表面上的迈斯纳小体(MC)和帕奇尼小体(PC)， 并且，电子电路(2)被布置成根据所述控制设备的控制运动(f4)计 算注意力不足。
10. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，电子电路(2)被布 置成检测人的控制不足终止的时间。
11. 如权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述振动(wl); (w2 )的频率分別在1-150 Hz和150-500 Hz的区间内，最好分别是35-45 Hz和200-300 Hz。
12. 如权利要求IO所述的设备，其特征在于，所述装置(4， 5; 6 )被布置成利用频率30 Hz和250 Hz控制所述振动器。
13. 如权利要求IO所述的设备，其特征在于，所述装置U, 5; 6)被布置成同时控制所述振动器。
14. 如权利要求ll、 12或13所述的设备，其特征在于，所述装 置(4， 5; 6)被布置成以具有最多一秒的持续时间并且中间暂停至少 150毫秒的持续时间的脉冲串生成所述振动(wl) ; (w2)。
15. 如权利要求9、 10、 11、 12、 13或14所述的设备，其特征在 于，所述装置(4， 5; 6)被布置成可以针对所述振动(wl) ; (w2)、 它们的频率、振幅、和持续时间的混合手动地设置它们，并且其中所 述装置被布置成在保持在疼痛阈值以下的同时生成具有增大的振幅的 所述振动(wl) ; (w2)。
16. 如权利要求8、 9、 10、 11、 12、 13、 14或15中的任何一项 所述的设备，其特征在于，该设备包含控制单元(2)，该控制单元(2) 被布置成对用于生成所述振动(wl) ; (w2)并且包含布置成检测控 制不足的逻辑电路(2)的所述装置的启动进行控制，其中在车辆运行 期间，所述电路被布置成根据来自方向盘运动传感器(3 )的信号(f4 )更新所述控制设备的最近运动之后经过的道路的路程。
17.如权利要求9、 10、 11、 12、 13、 14、 15或16所述的设备， 其特征在于，使所述振动在特定的预定间隔之后重新开始。
全文摘要
本发明涉及通过主动监视保证动力系统的注意力集中的手动控制的方法和装置。该方法和装置利用人手的可触知能力，尤其当肌肉松弛时，通过人体皮肤中称为迈斯纳小体和帕奇尼小体的两组敏感小体接收某种类型的振动，并且利用大脑的能力，利用来自动力系统的控制设备的即时反馈，在所述两组敏感小体在控制过程中所触摸的物体的同一接口中提供对这些信号的即时响应。
文档编号B60K28/06GK101448667SQ200780018567
公开日2009年6月3日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年5月23日
发明者K·金策尔, S·阿尔姆奎斯特 申请人:伟伯赛克股份公司