手在方向盘上的检测的制作方法
【专利说明】手在方向盘上的检测
[0001]本专利申请要求2014年I月29日提交的序列号为61/932，953的美国临时专利申请的优先权，其整体内容通过引用的方式引入本文。
【背景技术】
[0002]为了检测车辆操作者的手是否位于车辆的驾驶盘上，一些传统的检测系统需要一个或多个置于驾驶盘上的传感器。来自传感器的信号随后发送给控制器并且被处理以做出手在驾驶盘上还是不在驾驶盘上的最终判定。提供额外的传感器用以检测车辆操作者的手是否位于驾驶盘上增加了转向系统的成本和复杂性。
【发明内容】
[0003]在本发明的一个实施例中，提供一种用于确定车辆的操作者的手是否位于车辆的驾驶盘上的方法。该方法从驾驶盘扭矩信号生成低于第一频率的第一频率成分。该方法从驾驶盘扭矩信号生成高于第二频率的第二频率成分。该方法基于第一频率成分和第二频率成分生成手在驾驶盘上(HOW)估计信号。该方法引发车辆中的系统基于HOW估计信号运行。
[0004]在本发明的另一个实施例中，提供一种车辆的控制系统。该控制系统包括:驾驶盘扭矩传感器，设置为基于车辆的驾驶盘的运动生成驾驶盘扭矩信号；以及控制模块，用于确定车辆的操作者的手是否位于车辆的驾驶盘上。该控制模块被设置为从驾驶盘扭矩信号生成低于第一频率的第一频率成分，从驾驶盘扭矩信号生成高于第二频率的第二频率成分，基于第一频率成分和第二频率成分生成手在驾驶盘上(HOW)估计信号，并且引发车辆中的其他系统基于HOW估计信号运行。
[0005]结合附图从下文的描述中将显而易见到这些及其他优点和特征。
【附图说明】
[0006]在说明书结束后的权利要求中具体地指出并且明确地主张作为本发明的主题。本发明在前文所述的和其他的特征以及优点从接下来结合附图的详述中变得显而易见:
[0007]图1示出依据本发明示例性实施例的转向系统的功能框图；
[0008]图2示出依据本发明示例性实施例的控制模块的示意图；
[0009]图3示出依据本发明示例性实施例的驾驶盘扭矩滤波模块的示意图；
[0010]图4示出依据本发明示例性实施例的手在驾驶盘上(HOW)估计计算模块的示意图；
[0011]图5示出依据本发明示例性实施例的加权函数；
[0012]图6示出依据本发明示例性实施例的加权函数；
[0013]图7示出依据本发明示例性实施例的HOW状态计算模块的示意图；
[0014]图8示出依据本发明示例性实施例的置信度确定模块的示意图；
[0015]图9示出曲线图，其显示依据本发明示例性实施例的置信度确定模块的示例操作；以及
[0016]图10示出依据本发明示例性实施例的用于确定车辆的操作者的手是否位于车辆的驾驶盘上的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]接下来的说明实际上仅仅是示例性的并且不打算限制本发明的公开、其应用或使用。应当理解，在所有附图中，对应的附图标记指示同样的或对应的部件和特征。
[0018]现在参考图1，其中将参考具体实施例(但不限于此)对本发明进行描述，示出了包括转向系统12的车辆10的示例性实施例。在一些实施例中，转向系统12包括联接到转向轴16的驾驶盘14。在一些实施方式中，转向系统12是电动助力转向(EPS)系统，其进一步包括联接到转向系统12的转向轴16和车辆10的拉杆20、22的转向控制单元18。转向控制单元18包括，例如，齿条与小齿轮转向机构(未示出)，其可以通过转向轴16联接到转向致动器马达和传动装置(以下称作转向致动器)。在操作期间，当车辆操作者(驾驶员)转动驾驶盘14时，转向控制单元18的马达提供力以使拉杆20、22运动，其进而分别使分别联接到车辆10的道路车轮28、30的转向节24、26。虽然图1图示了 EPS系统并且在此描述该系统，但是将意识到本公开的转向系统12能包括各种受控转向系统，包括但不限于带有液压配置和线控转向配置的转向系统。
[0019]如图1所示，车辆10还包括各种传感器(例如传感器31、32)，所述传感器检测和测量转向系统12和/或车辆10的可观测条件。传感器基于可观测条件产生传感器信号。在一些实施例中，传感器可以包括，例如，驾驶盘扭矩传感器、车速传感器和其他传感器。这些传感器发送信号给控制模块40。在一些实施例中，来自传感器的信号是基于时域的信号，每个信号具有在连续时间间隔测量的数据点序列。为了简单图示，图1中只描绘了两个传感器，但车辆10可以具有更多的传感器。
[0020]基于启用的传感器信号中的一个或多个传感器信号以及进一步基于本公开的手在驾驶盘上(HOW)检测系统和方法，控制模块40控制转向系统12和/或车辆10的运行。在一些实施例中，控制模块基于来自驾驶盘扭矩传感器的驾驶盘扭矩信号生成HOW估计信号和/或HOW状态值。在一些实施例中，HOW估计信号代表在一定范围(例如O至I)内的值，该范围表示车辆10的操作者的手在(例如I)或者不在(例如O)驾驶盘14上的可能性。在一些实施例中，HOW状态信号代表表明操作者的手在或者不在驾驶盘14上的置信水平(confidence level)的枚举离散值。
[0021]在一些实施例中，控制模块40通过提供信号给车辆10的其他系统(未图示)来使其基于HOW估计信号和HOW状态信号运行。这样的其他系统可以包括高级驾驶员辅助系统(ADAS)和电子稳定控制(ESC)系统。一些ADAS的类型是自适应巡航控制系统、车道保持辅助系统和车道居中控制转向系统。另一方面，ESC系统使用计算机技术，其通过检测和避免不稳定条件来改善车辆操纵。某些情况下，这些其他系统需要了解操作者的手在还是不在驾驶盘上以提供所述系统的相应特征。在一些实施例中，HOW估计信号和HOW状态信号可以用于通过例如发送音频、视觉和/或触觉通知给车辆10的操作者来警告操作者控制驾驶盘14。
[0022]图2图示了依据本发明示例性实施例的图1的控制模块40的示意图。如图所示，控制模块40可以包括子模块，例如驾驶盘扭矩(HWT)滤波模块202、H0W估计计算模块204和HOW状态计算模块206。如本文使用的术语“模块”和“子模块”指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他合适的元件。如可理解的，图中所示的子模块能够被结合和/或进一步分解。如可理解的，图中所示的子模块能够被实现为单个控制模块40 (如图示)或多个控制模块(未图示)。控制模块40的输入可由车辆10的传感器生成、可在控制模块40内建模(例如借助于其他子模块(未图示))、可从其他控制模块(未图示)接收和/或可被预定义。
[0023]HWT滤波模块202接收HWT信号208，其由图1的驾驶盘扭矩传感器生成和发送。在一些实施例中，HWT信号是数字信号。在一些实施例中，驾驶盘扭矩信号是模拟信号，其在被HWT滤波模块202接收之前可被其他模块(未图示)数字采样。HWT滤波模块202处理HWT信号208以生成高频扭矩信号210和低频扭矩信号212。将在下文参考图3进一步描述HWT滤波模块202的更多细节。
[0024]HOff估计计算模块204处理高频扭矩信号210和低频扭矩信号212以生成HOW估计信号214。在一些实施例中，HOW估计信号214代表在指示图1的车辆10的操作者的手在(例如I)或者不在(例如O)图1中的驾驶盘14上的可能性的范围(例如从O至I)内的值。估计计算模块204的更多细节将在下文参考图4、5和6进一步描述。
[0025]HOff状态计算模块206基于HOW估计信号214生成HOW状态信号216。在一些实施例中，HOW状态信号214代表表明操作者的手在或者不在驾驶盘14上的置信水平的枚举离散值。HOW状态计算模块206的更多细节将在下文参考图7、8和9进一步描述。
[0026]图3图示了依据本发明示例性实施例的图2的HWT滤波模块202的示意图。如图所示，HWT滤波模块202可包括子模块如低通滤波器(LPF) 302、304和306、高通滤波器(HPF) 310、增益校正模块312、绝对值计算模块314、LPF 316和绝对值计算模块318。
[0027]在一些实施例中，高达3个LPF