CN110901757B - 用于确定驾驶员的转向干预的系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在没有方向盘传感装置的情况下确定车辆中的驾驶员的转向干预的方法，在其中，借助于至少一个分配给车辆的转向系统(13)的转向传感器(11)检测车辆的转向系统中的第一力输入，所述转向传感器或者与车辆的方向盘相关联、或者与转向杆相关联，在其中，借助于至少一个分配给车辆的至少一个底盘组件(17)的底盘传感器(15)检测至少一个底盘组件中的第二力输入，并且在其中，借助于控制器(19)针对在转向状态和底盘状态之间的比较得到区别的情况将驾驶员的转向干预报告给至少一个车辆组件，所述转向状态从通过至少一个转向传感器检测到的第一力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到，所述底盘状态从通过至少一个底盘传感器检测到的第二力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到。

Description

用于确定驾驶员的转向干预的系统以及方法

技术领域

根据现代化的驾驶员辅助系统和自动驾驶的车辆的发展，为了控制车辆系统，越来越多地需要用于监控车辆转向运动的系统以及方法，尤其是所谓的“手在/手离”识别，也就是说，识别驾驶员是否将手放在方向盘上的状态。此外，在法律上，驾驶员有义务能够在确定的预警期限之后随时再次从辅助系统或自动巡航中接管对相应车辆的控制，从而监控车辆转向运动是每个转向的驾驶员辅助系统或(部分)自动驾驶的车辆的责任。

背景技术

在已知的用于“手在/手离”识别的系统中，借助于马达使方向盘稍微向左或向右运动，从而强迫或激励将其手放在方向盘上的驾驶员使其手跟随该运动。通过驾驶员的手的跟随运动，将力矩、也就是说手的扭矩或相应的力引入车辆的转向系统中。通过驾驶员的手引入转向系统中的该力矩可通过转向传感器检测到。如果在借助于马达引起方向盘的运动之后未检测到这种力矩，则在用于“手在/手离”识别的系统方面识别到所谓的“手离”情况，即，不用手驾驶。然而，这种类型的用于“手在/手离”识别的系统仅仅在平整的道路上起作用，因为在车道不平整时车辆的前轮也能在转向中产生可测得的力矩，这可能导致错误的识别结论。此外，通过在前轮上驱动车辆，也可将附加的力矩作用到转向部上，这可能使对驾驶员的当前转向情况的识别出现错误。

专利文献DE 10 2008 026 730 A1描述了一种用于借助于手力矩识别方法识别驾驶员的转向情况的系统，其以两个传感器，在方向盘侧上的传感器以及在转向杆侧上的传感器为基础。

专利文献DE 10 2011 011 319 A1描述了一种用于评价驾驶员的注意力的方法，在其中，借助于相应的传感装置直接获取驾驶员的转向运动。

专利文献DE 10 2013 218 721 A1描述了一种用于减小车辆的转向系统的转向力矩的方法，在其中，借助于相应的传感器确定由驾驶员施加的驾驶员扭矩。

发明内容

在该背景下，所提出的本发明的目的是，提供一种用于识别当前转向情况的成本适宜的且稳定的方案。

以上所述的目的通过下文所述的相应主题实现。

从说明书、相应的技术方案的描述和附图中得到所提出的发明的设计方案。

由此，提出一种用于在没有方向盘传感装置的情况下、也就是说在没有专门集成到方向盘中的传感器来检测驾驶员的转向干预的情况下确定车辆中的驾驶员的转向干预的系统。在此，该系统包括至少一个分配给车辆的转向系统的转向传感器，以用于检测车辆的转向系统中的第一力输入。在此，至少一个转向传感器或者与方向盘相关联、或者与车辆的转向杆相关联。此外，该系统包括至少一个分配给车辆的至少一个底盘组件、例如车轮的底盘传感器，以用于检测至少一个底盘组件中的第二力输入，并且系统包括控制器。控制器设置成，在转向状态和底盘状态之间进行比较，并且根据比较识别转向情况，将识别出的转向情况报告给至少一个车辆组件，所述转向状态从通过至少一个转向传感器检测到的第一力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到，所述底盘状态从通过至少一个底盘传感器检测到的第二力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到。

借助于相应的车辆传感器、例如转向传感器和底盘传感器，除了测量相应的方向盘力矩作为第一力输入的值之外，也可确定或测量在底盘上的相应的驱动力矩或车轮弹性跳动(Radeinfederung)作为第二力输入的值。在使用相应的能量、振动或相似的可供使用的测量参数、也就是说在方向盘和底盘上的相应的力矩或力输入的情况下，根据本发明规定，进行对比计算(Bilanzrechnung)，以由此识别转向运动的原因或驾驶员行为。如果底盘力矩、也就是说在底盘组件上检测到的力矩与转向力矩、例如在转向系统上检测到的力矩不同，则通过比较底盘状态和转向状态识别在底盘状态和转向状态之间的相应的区别或相应的偏差，并且由此进行分类。

尤其是，所提出的系统用于识别所谓的“手在”或“手离”转向情况。

尤其是规定，所需的对所提出的系统的运行进行计算的软件或用于对比计算的相应的评估算法可实施在唯一的控制器上。

在所提出的系统的一种可能的设计方案中规定，控制器设置成，如果比较得出转向状态与底盘状态之间有区别，则将驾驶员转向干预识别为转向情况并且报告给至少一个车辆组件。

在转向状态和底盘状态之间的区别可归因于驾驶员、确切的说驾驶员的手的影响，从而可得出转向干预。如果转向力矩和底盘力矩相等，则没有驾驶员引起的转向运动。

所提出的发明尤其是基于对比计算的原理。这意味着，将所有由至少一个底盘传感器检测到的力、例如振动和/或通过车道引起的底盘组件的转动运动结合到底盘状态(也就是说所有作用到相应车辆的底盘上的且借助于至少一个底盘传感器确定的力的数学表达式)中，并且与转向状态(也就是说所有作用到车辆的转向部上的并且借助于转向传感器确定的力的数学表达式)比较。此时，将相应检测到的作用到转向部或底盘上的力的值相加或求积分得出转向状态或底盘状态，并且紧接着在对比计算或对比中以例如相减或求商的方式相互比较。显然，也可使用任意其它合适的数学方法以确定所述对比或比较。

如果底盘状态和转向状态不相符，可得出，通过至少一个转向传感器检测到了由驾驶员引入到车辆的转向系统中的转向力矩。相应地，根据本发明规定，如果转向状态和底盘状态的对比不相等，也就是说底盘状态和转向状态例如得到大于预设的阈值的差，或者底盘状态和转向状态例如得到大于“1”的商，则识别出驾驶员操纵车辆的方向盘的情况，也就是说存在所谓的“手在”的情况。

可设想的是，只要底盘状态和转向状态的比较没有区别，就识别或报告“手离”情况。

在所提出的组件方面，底盘组件应理解成车辆底盘的一部分，例如车轮、弹簧架、车轮结构、底盘隆起部(Fahrwerksdom)或车轮架。

在所提出的发明方面，底盘传感器应理解成用于测量或检测作用到车辆的至少一个底盘组件上的力或力矩或能量的传感器、也就是说用于确定作用到至少一个底盘组件上的力、力矩或能量的相应的值的传感器。

底盘传感器尤其可用于测量以下测量参数中的至少一个：车轮弹性跳动位移，车轮弹性跳动速度，车轮弹性跳动加速度，车身加速度，车身俯仰率，车身侧倾率，隆起部加速度，车轮架加速度。

在所提出的发明方面，转向传感器理解成用于测量或检测作用到车辆的至少一个转向组件上的力或力矩或能量的传感器、也就是说用于确定作用到至少一个转向组件上的力、力矩或能量的相应的值的传感器。

转向传感器尤其可用于测量如下参数中的至少一个：方向盘角度、转向力矩、方向盘速度。

本发明规定，如果在转向状态和底盘状态之间的对比不相等，则将驾驶员的转向干预报告给至少一个车辆组件。为此，例如可产生控制命令并且由根据本发明设置的控制器传输给至少一个车辆组件，该车辆组件例如可为硬件模块和/或软件模块。控制命令例如可对相应车辆的功能进行激活或去激活，从而例如仅当识别到确定的驾驶员情况时才激活所述车辆功能。尤其是规定，例如仅当当前报告或识别了“手在”情况时，才变换到手动的驾驶模式中。

所提出的发明实现了借助于转向传感器识别驾驶员的转向干预，转向传感器被分配给车辆的方向盘或转向杆。相应地，在使用所提出的发明的情况下，可取消具有在方向盘上的转向传感器和在转向杆上的转向传感器的多重传感器布置方案(这对于例如手力矩识别来说是常见的)。尤其是，在使用所提出的发明的情况下，甚至可取消在方向盘本身中使用被设置用于识别驾驶员行为的传感装置。相应地，所提出的发明以对车辆的传感器配置的最低要求实现了对驾驶员的转向行为的可靠的识别结论。

在所提出的系统的一种可行的设计方案中，通过仅仅一个底盘传感器检测底盘状态和/或通过仅仅一个转向传感器检测转向状态。

尤其是规定，所提出发明仅仅借助于车辆的传感装置工作。这意味着，在制造商方面对于车辆的批量车型已经将布置在车辆中的传感器用作本发明的思想中的转向传感器和底盘传感器。相应地，通过向车辆的控制器中加载所提出的系统的例如评估算法或评估逻辑，从而车辆的控制器成为根据本发明规定的控制器，所提出的系统可在没有附加传感器的情况下工作。

在所提出的发明的设计方案中规定，借助于相应的至少一个传感器确定底盘状态或转向状态，例如借助至少一个转向传感器确定转向状态或借助至少一个底盘传感器确定底盘状态。为此，使用在预设时间段上在相应传感器上的至少一个力或扭矩输入或多个力或扭矩输入来确定相应的状态。备选地，使用在预设时间段上在多个相应的传感器上的至少一个力或扭矩输入或多个力或扭矩输入来确定相应的状态。

在所提出的系统的可能的设计方案中规定，所述控制器设置成，根据比较推断出驾驶员转向干预的强度、也就是说例如力或扭矩。

如果底盘状态和转向状态不相等，则根据相应的区别、也就是说例如根据底盘状态和转向状态的差值或商可确定驾驶员的转向干预的强度。为此，例如根据对应表将该差值或商与力值或相应的扭矩的值相对应。

在所提出的系统的另一可行的设计方案中规定，控制器设置成，根据比较进行向预设的转向情况列表中的转向情况的分类。

如果底盘状态和转向状态不相等，则根据相应的比较或区别，即例如根据底盘状态和转向状态的差值或商，确定当前转向情况的类型。为此，借助于机械的学习器和/或根据对应表将例如差值或商，单独地或与其他例如已经在当前时间段之前的时间段中确定的差值或商共同地，分配给具有多个转向情况的列表中的预设的转向情况。尤其是，根据比较可推断出，驾驶员是刚刚才作用到方向盘上，还是已经长时间给出转向命令、也就是说作用于方向盘。

在所提出的系统的另一可行的设计方案中规定，控制器设置成，根据比较分类成“手在”或“手离”转向情况。

如果底盘状态和转向状态不相等，则可根据比较或相应的区别，也就是说例如根据底盘状态和转向状态的差值或商，分类出“手在”或“手离”转向情况。为此，例如可规定，当比较表明转向系统或方向盘中的力输入或力矩输入大于相应的底盘组件中的力输入或力矩输入时，自动地识别出“手在”情况，确切的说与相应的区别相对应。

在所提出的系统的另一可行的设计方案中，控制器设置成，借助于马达使车辆的方向盘运动预设的范围，并且作为对借助于马达进行的运动的响应，确定“手在”或“手离”转向情况。

由于当驾驶员实际处于“手在”情况中时通过马达引起的方向盘运动会引起驾驶员的跟随运动，所以可在通过转向马达引起的方向盘运动期间的时间段中或在该时间段之后立即将在转向状态和底盘状态之间的区别用于，推断出驾驶员当前是否处于“手在”情况中。如果在通过马达引起的运动之后未确定出在底盘状态和转向状态之间的区别，则可推断出，驾驶员在马达作用的时刻处于“手离”状态中。

此外，本发明涉及一种用于在没有方向盘传感装置的情况下确定车辆中的驾驶员的转向干预的方法，在其中，借助于至少一个分配给车辆的转向系统的转向传感器检测车辆的转向系统中的第一力输入，转向传感器或者与车辆的方向盘相关联、或者与转向杆相关联。根据所提出的方法，借助于至少一个分配给车辆的至少一个底盘组件的底盘传感器检测至少一个底盘组件中的第二力输入，并且借助于控制器在转向状态和底盘状态之间进行比较，转向状态从通过至少一个转向传感器检测的第一力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到，底盘状态从通过至少一个底盘传感器检测到的第二力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到。此外，识别转向情况并且将转向情况报告给至少一个车辆组件。

所提出的方法尤其是用于使所提出的系统在车辆中运行。

在所提出的方法的可行的设计方案中规定，如果比较得出了区别，则将驾驶员的转向干预识别成转向情况并且报告给至少一个车辆组件。

此外，所提出的发明涉及一种具有计算机程序的计算机程序产品，计算机程序产品具有程序编码器件，程序编码器件将计算单元、例如车辆的控制器设置成，当在计算单元、尤其是车辆的控制器上运行该计算机程序时，实施根据本发明的方法。

附图说明

根据附图中的实施方式示意性地示出本发明并且参考附图示意性地且详细地描述本发明。

图1示出了根据本发明的系统的可能的实施方式的示意图，

图2示出了根据本发明的方法的可能的实施方式的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了车辆的系统10。系统10用于确定驾驶员的转向干预。

系统10包括转向传感器11，转向传感器布置在转向杆13上。转向传感器11用于检测作用到转向杆13上的力或力矩，或者用于确定力或力矩的相应的值。相应地，转向传感器11例如设计成扭矩传感器。

此外，系统10包括底盘传感器15，底盘传感器布置在车辆的车轮17上。底盘传感器15用于检测作用到车轮上的力或力矩，或用于确定所述力或力矩的相应值。相应地，底盘传感器15例如设计成扭矩传感器。

为了识别驾驶员的转向干预并为其分类，控制器19从作用到车轮17上的力、确切的说在预设的时间段中检测到的作用到车轮17上的相应的力的值中获得底盘状态。为此，控制器19评估通过底盘传感器15检测到的力或能量的值。此外，控制器19从作用到转向杆13上的力、确切的说在预设的时间段中检测到的作用到转向杆13上的相应的力的值中获得转向状态。为此，控制器19评估由转向传感器11检测到的力或能量的值。例如可通过相应地对相应的值进行求和来进行对相应值的评估。

以比较或对比的方式，通过控制器19将底盘状态与转向状态相比较。为此，控制器19例如可形成在底盘状态与转向状态之间或在转向状态与底盘状态之间的差或商。

如果底盘状态与转向状态的比较得出在底盘状态与转向状态之间的对比不相等，也就是说底盘状态和转向状态不相等，也就是说，例如确定的差值比预设的阈值更大，则控制器19设置成，识别出驾驶员的转向干预，并且将该转向干预报告给车辆组件，例如车辆的中央控制器。

在图2中示出了所提出的方法的可能的设计方案的流程图20。

在起始步骤21中，开始该方法，在该方法步骤中，在时刻t₀确定在相应车辆的车轮上的第一底盘传感器的传感器信息和在车轮的弹簧架上的第二底盘传感器的传感器信息。第一底盘传感器例如可检测由转向系统引入到车轮中的扭矩，并且第二底盘传感器可检测例如由车道引入到车轮中的振动。

此外，在起始步骤中，在时刻t₀确定在车辆的转向杆上的转向传感器的传感器信息。

在处理步骤23中，由控制器不仅处理由第一底盘传感器和第二底盘传感器检测到的传感器信息或值，而且处理由转向传感器检测到的传感器信息或值。为此，控制器根据第一底盘传感器和第二底盘传感器的传感器信息或检测到的值计算底盘状态，例如通过将检测到的第一和第二底盘传感器的值相加，其中，以加权的方式相加也是可行的，并且根据转向传感器的传感器信息或检测到的值计算转向状态，例如通过将转向传感器的检测到的值相加。

在比较步骤25中，将底盘状态与转向状态比较。例如在底盘状态和转向状态之间做差。相应地，通过控制器计算在底盘状态和转向状态之间的区别，确切的说进行比较。

在分类步骤27中，根据在比较步骤25中计算的区别，为在时刻t₀出现的驾驶员情况或转向情况进行分类。为此可规定，如果区别为“0”或低于预设阈值，则识别出所谓的“手离”情况，即，驾驶员没有用手驾驶或者说驾驶员坐车的情况，并且如果区别高于或等于预设的阈值，则分类成或识别出所谓的“手在”情况，即，驾驶员用手在方向盘上驾驶的情况。

附图标记列表

10 系统

11 转向传感器

13 转向杆

15 底盘传感器

17 底盘组件

19 控制器

20 流程图

21 起始步骤

23 处理步骤

25 比较步骤

27 分类步骤

Claims (12)

1.一种用于在没有方向盘传感装置的情况下确定车辆中的驾驶员的转向干预的系统(10)，所述系统包括：

-分配给车辆的转向系统的至少一个转向传感器(11)，以用于检测车辆的转向系统中的第一力输入，其中，所述至少一个转向传感器或者与方向盘相关联、或者与车辆的转向杆(13)相关联，

-分配给车辆的至少一个底盘组件(17)的至少一个底盘传感器(15)，以用于检测至少一个底盘组件中的第二力输入，所述至少一个底盘传感器包括与车辆的第一底盘组件关联的第一底盘传感器和与车辆的第二底盘组件关联的第二底盘传感器，所述第二力输入是由第一底盘传感器和第二底盘传感器检测到的值的和，

-控制器(19)，

其中，所述控制器设置成，在转向状态和底盘状态之间进行比较，并且根据比较识别转向情况，将识别出的转向情况报告给至少一个车辆组件，所述转向状态从通过至少一个转向传感器检测到的第一力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到，所述底盘状态从通过至少一个底盘传感器检测到的第二力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到。

2.根据权利要求1所述的系统，在其中，所述控制器设置成，如果比较得出转向状态与底盘状态之间有区别，则将驾驶员的转向干预识别成转向情况并且报告给至少一个车辆组件。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器设置成，根据比较推断出驾驶员转向干预的强度。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述控制器设置成，根据比较进行向预设的转向情况列表中的转向情况的分类。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器设置成，根据在预设时间段上的比较进程，进行向预设的转向情况列表中的转向情况的分类。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述控制器设置成，根据比较分类成“手在”或“手离”转向情况。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器设置成，借助于马达使车辆的方向盘运动预设的范围，并且作为对借助于马达进行的运动的响应，分类成“手在”或“手离”转向情况。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述控制器设置成，通过在转向状态和底盘状态之间做差或在转向状态和底盘状态之间相除，进行比较。

9.一种用于在没有方向盘传感装置的情况下确定车辆中的驾驶员转向干预的方法，在其中，借助于至少一个分配给车辆的转向系统的转向传感器检测车辆的转向系统中的第一力输入，所述转向传感器或者与车辆的方向盘相关联、或者与转向杆相关联，

在其中，借助于分配给车辆的至少一个底盘组件的至少一个底盘传感器检测至少一个底盘组件中的第二力输入，所述至少一个底盘传感器包括与车辆的第一底盘组件关联的第一底盘传感器和与车辆的第二底盘组件关联的第二底盘传感器，所述第二力输入是由第一底盘传感器和第二底盘传感器检测到的值的和，并且

在其中，借助于控制器在转向状态和底盘状态之间进行比较，转向状态从通过至少一个转向传感器检测到的第一力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到，底盘状态从通过至少一个底盘传感器检测到的第二力输入相应在预设的时间段中检测到的值得到，并且，识别转向情况并且将转向情况报告给至少一个车辆组件。

10.根据权利要求9所述的方法，在其中，如果比较得出了区别，则将驾驶员的转向干预识别成转向情况并且报告给至少一个车辆组件。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的系统在车辆中被用于实施根据权利要求9所述的方法的应用。

12.一种存储介质，包括具有计算机程序的计算机程序产品，所述计算机程序产品具有程序编码器件，所述程序编码器件将计算单元设置成，当在计算单元上运行所述计算机程序时，实施根据权利要求9所述的方法。

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