用于探测由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率的方法和探测单元与流程

本方案涉及一种根据主权利要求的用于探测由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率的方法和探测单元。

背景技术：

1、在现代车辆安全系统或者驾驶员辅助系统中，特别是在商用车中，经常需要如下信息：驾驶员是否或者是主动将该驾驶员的手握持在方向盘上并且因此能够认为该驾驶员有意识地控制车辆的驾驶。这一方面对于如下情况是重要相关的：驾驶员可能被分散注意力并且因此不主动地控制车辆，使得出于交通安全性的原因自主系统应主动控制该车辆的驾驶。然后，另一方面，例如，如果驾驶员明确地将该驾驶员的手中的至少一只手握持在方向盘上，则主动驾驶辅助也应被关断或者至少被降级。否则，驾驶员可能通过主动的自主转向干预而混乱或者受到惊吓并且由此发生驾驶错误，所述驾驶错误严重损害该车辆的环境中的交通安全性。因此，已开发用于驾驶员手握探测(hod)的不同方案，所述驾驶员手握探测即如下探测：驾驶员是否将该驾驶员的手握持在转向元件、例如方向盘上。在传统方案中，可以例如通过使用在方向盘上的电容传感器来实现hod功能。然而，除了可以精确地确定hod的该方法的优点之外，这对于原始设备制造商(英语“original equipmentmanufacturer”，简称“oem”)而言不是成本有利的解决方案。其原因在于，需要附加的硬件，简称“hw”。

2、用于重型载重车辆的新型转向系统，例如所谓的“扭矩叠加转向系统(torqueoverlay steering system)”，简称为“tos”，是混合转向装置并且例如具有用于辅助驾驶员的转向输入的伺服电机，所述新型转向系统受益于手力矩传感器。所述新型转向系统例如包括：

3、a)电操纵装置，用于产生转向感觉并且用于为驾驶员提供附加功能，和

4、b)(例如液压式)基础传动装置，用于将转向力矩从伺服力矩传递到转向元件或转向柱上。

5、在这种类型的转向系统中，例如借助数学算法和/或数字算法控制驾驶员辅助力矩。与安全重要相关的算法中的一个算法是，实际识别驾驶员的贴靠在转向元件上的手。

技术实现思路

1、在此背景下，本方案的任务在于，实现一种用于探测由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率的改进的方法和改进的探测单元。

2、该任务通过具有主权利要求的特征或者步骤的用于探测由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率的方法和探测单元来解决。

3、在此提出的方案实现一种用于探测由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率的方法，其中，该方法具有下述步骤：

4、读入扭矩信号，所述扭矩信号代表作用到扭矩传感器上的扭矩，所述扭矩传感器耦合到转向元件与转向传动装置之间；和

5、如果扭矩信号的值和/或扭矩信号的绝对值超过与当前车辆速度有关的阈值，则识别由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率，以便探测由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率。

6、盖元件可以理解为例如方向盘或者类似物，也可以理解为例如操纵杆。转向传动装置可以理解为例如传动装置，以便将运动从转向元件传递到车轮上。例如，转向传动装置也可以用于，将外部的力或者力矩引入到转向杆中并且在此例如借助伺服电机辅助通过驾驶员进行的主动转向。扭矩传感器可以理解为例如这样的传感器，该传感器检测由车辆的驾驶员施加到转向元件上并且传导到转向传动装置上得扭矩。然而，在这种情况下，特别重要相关的是相反的方向，即可以检测如下扭矩：该扭矩从转向传动装置指向转向元件，并且，如果驾驶员将该驾驶员的手握持在转向元件上，则该扭矩通过驾驶员而改变。也能够考虑，扭矩传感器检测由驾驶员引入到转向元件上的扭矩与由转向传动装置作用到转向杆上的转向力矩之间的扭矩差，该转向力矩在驶越地面障碍物时产生。扭矩信号的值可以理解为例如当前在扭矩传感器上所检测的扭矩。

7、在此提出的方案基于如下认识：通过将与当前车辆速度有关的阈值用于判断由扭矩传感器检测到的扭矩，可以非常精确地识别，驾驶员是否实际上将该驾驶员的手或者至少一只手握持在转向元件上或者握住转向元件。这是由于，在较高的速度的情况下，会将与较低的行驶速度的情况不同的扭矩从车辆的转向装置引入到转向元件上。特别是，在此可以充分利用如下情况：例如在驶过道路上的坑洼或者驶越道路上的石头时，在低的行驶速度的情况下，与在较高的行驶速度的情况下相比，能够预期轮胎或车轮在道路上的横向偏移的明显更大的摆幅。如果现在由于车辆驶过行车道上的不平整处而将这样的被动转向运动传递到转向元件上，则可以通过分析处理由扭矩传感器检测到的扭矩来推断出，驾驶员是将该驾驶员的手握持在转向元件上并且由此阻碍在转向元件上的被动转向运动还是驾驶员没有将该驾驶员的手握持在转向元件上并且因此转向元件可以相应于该被动转向运动而自动运动。如果在这种情况下将与车辆的当前行驶速度有关的阈值用于分析处理扭矩信号的值，则借助这样的处理方式能够做出如下良好区分：当前驾驶员是否将该驾驶员的手握持在方向盘或转向元件上。

8、在此提出的方案的如下实施方式是有利的，在该实施方式中，在识别的步骤中，使用如下阈值：该阈值在较高的车辆速度的情况下具有比在较低的车辆速度的情况下低的值。在此提出的方案的这样的实施方式提供如下优点：在较高的车辆速度的情况下，即使在较低的阈值的情况下也可以非常可靠地判定：驾驶员是否将该驾驶员的手握持在车辆的转向元件或方向盘上。因此，通过充分利用被动的转向运动能够实现对驾驶状况的更精确的识别。

9、根据在此提出的方案的另一种实施方式，在识别的步骤中，由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率此外可以在使用如下至少一个持续时间的情况下被识别：在所述持续时间内，扭矩信号的值和/或扭矩信号的绝对值超过所述阈值，和/或该概率此外可以在使用如下至少一个频率的情况下被识别：扭矩信号的值和/或扭矩信号的绝对值以所述频率超过所述阈值。

10、在此可以充分利用如下情况：如果例如车辆的车轮在行驶期间驶过坑洼并且将由此引起的被动转向运动经由转向传动装置传递到转向元件上，则扭矩信号的值和/或扭矩信号的绝对值超过阈值的持续时间和/或扭矩信号的值和/或扭矩信号的绝对值超过阈值的频率例如给出车辆所行驶的行车道的不平整的程度的指示。如果现在驾驶员借助至少一只手握住转向元件，则可以由此短暂地在扭矩传感器上检测到提高的、与驾驶员不将手握持在转向元件上时不同的扭矩，该扭矩例如超过阈值。

11、另外，在此提出的方案的如下实施方式是非常有利的，在该实施方式中，在识别的步骤中，由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率此外在使用如下至少一个持续时间阈值的情况下被识别：持续时间超过所述持续时间阈值。替代地或者附加地，在识别的步骤中，由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率此外在使用如下至少一个频率阈值的情况下可以被识别：扭矩信号的值和/或扭矩信号的绝对值超过阈值的频率超过所述频率阈值。所述持续时间阈值可以理解为例如如下阈值：本身代表扭矩信号的值超过阈值的时间跨度的持续时间能够超过该阈值。所述频率阈值可以理解为例如如下阈值：本身代表扭矩信号的值超过阈值的频率的频率能够超过该阈值。在此提出的方案的这样的实施方式提供如下优点：通过使用持续时间阈值和/或频率阈值，可以在识别由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率时实现再次提高的精度。

12、此外能够考虑，根据在此提出的方案的一种实施方式，在识别的步骤中，在观察时间段中扭矩信号的值和/或扭矩信号的绝对值超过阈值的时间越长，由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率越小。在此提出的方案的这样的实施方式提供如下优点：通过分析处理扭矩信号的值超过阈值的时间长度，获得关于驾驶员的手是否握持在转向元件上的指示。在此，尤其可以充分利用如下情况：由驾驶员的手握持的转向元件在短暂的时间跨度之后通过反向转向运动能够再次实现对车辆的主动引导，使得在转向系统中可以校正或者补偿强的扭矩或者转向角度摆幅。

13、根据在此提出的方案的另一种实施方式，在识别的步骤中，在观察时间段中扭矩信号的值和/或扭矩信号的绝对值再次低于阈值的时间越长，由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率越大。在此提出的方案的这样的实施方式提供如下优点：也可以监控，扭矩信号的值也可以再次低于阈值，这随后给出关于由驾驶员的手(再次)握持转向元件的指示。

14、根据另一种实施方式，在识别的步骤中，在观察时间间隔中持续时间的值超过持续时间阈值和/或频率的值超过频率阈值的时间越长，由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率越小。在此提出的方案的这样的实施方式提供如下优点：通过分析处理扭矩信号的值超过在相应的持续时间阈值或者频率阈值方面的阈值的时间长度或者频率，获得关于驾驶员的手是否握持在转向元件上的指示。此外，在此同样可以充分利用如下情况：由驾驶员的手握持的转向元件在短暂的时间跨度之后通过反向转向运动能够再次实现对车辆的主动引导，使得在转向系统中可以校正或者补偿强的扭矩或者转向角度摆幅或超过扭矩信号的值的高的频率。

15、此外，在此提出的方案的如下实施方式是特别有利的：在该实施方式中，在识别的步骤中，在观察时间间隔中持续时间的值再次低于/超过持续时间阈值和/或频率的值再次低于频率阈值的时间越长，由驾驶员的手握持车辆的转向元件的概率越大。在此提出的方案的这样的实施方式同样提供如下优点：也可以监控，扭矩信号的值也可以再次低于阈值，这随后在参考相应的持续时间阈值和/或频率阈值的情况下给出关于由驾驶员的手握持转向元件的特别好且明确的指示。

16、为了避免对所述概率的费事的计算，在识别的步骤中，可以以概率梯级、尤其是以百分之10的概率梯级增大或者减小概率。

17、此外，在此提出的方案的如下实施方式也是有利的：在该实施方式中，在识别的步骤中，使用与转向元件的转向偏转角度有关的阈值。在此提出的方案的这样的实施方式提供如下优点：也可以通过转向角度偏转接收关于在行驶时车辆的车轮的位态的特别良好的信息。随后，车轮相对于车辆纵轴线的该位态同样影响在不平整处上的行驶的作用，使得传递到转向元件上的被动转向运动由此再次表现为是与直行的情况不同的。因此，对车轮的这种类型的位态的考虑可以进一步提高对驾驶员是否借助该驾驶员的手握住该转向元件的识别的品质。

18、为了在分析处理扭矩信号的情况下尽可能好地避免干扰影响，在读入的步骤中，扭矩信号可以仅从如下扭矩传感器读入：该扭矩传感器安装在和/或嵌入在车辆的转向柱中或者转向柱上，尤其是其中，该扭矩传感器实现转向元件的转动到转向传动装置上的传递。由此，被动转向运动可以非常好地被检测并且在没有来自其他源的干扰的情况下被分析处理。

19、该方法可以例如以软件或者硬件形式或者以由软件和硬件组成的混合形式例如在控制器中实施。

20、此外，在此提出的方案实现一种探测单元作为设备，该探测单元构造为用于在相应的装置中执行、操控或实现在此提出的方法的一种变型的步骤。通过本方案的呈探测单元形式的这种实施变型，也可以快速且高效地解决本方案所基于的任务。

21、为此，所述探测单元可以具有至少一个用于处理信号或者数据的计算单元、至少一个用于存储信号或者数据的存储器单元、至少一个与传感器或者执行器的接口和/或至少一个通信接口，所述接口用于读入传感器的传感器信号或者用于向执行器输出数据信号或者控制信号，所述通信接口用于读入或者输出嵌入到通信协议中的数据。计算单元可以是例如信号处理器、微控制器或者类似物，其中，存储器单元可以是闪存、eprom或者磁存储器单元。通信接口可以构造为用于无线地和/或有线地读入或者输出数据，其中，可以读入或者输出有线的数据的通信接口可以例如以电的或者光学的方式从相应的数据传输线路中读入这些数据或者将这些数据输出到相应的数据传输线路中。

22、在此，探测单元可以理解为电器具，该电器具处理传感器信号并且据此输出控制信号和/或数据信号。探测单元可以具有接口，该接口可以按硬件方式和/或按软件方式来构造。在按硬件方式的构造方案中，所述接口例如可以是所谓的系统asic的一部分，该部分包含设备的各种功能。然而也可能的是，接口是自有的集成电路或者至少部分地由分立的结构元件组成。在按软件方式的构造中，接口可以是例如与其他软件模块并存于微控制器上的软件模块。