CN113329926A - 用于操作方向控制系统的方法和方向控制系统 - Google Patents

Abstract

提出一种用于操作具有转向手柄的车辆方向控制系统的方法，该转向手柄包括触敏式传感器，该方法具有以下步骤：确定从“该方向控制系统请求车辆使用者触摸该转向手柄”的时刻到“出现因触摸该转向手柄的传感器区域而造成的传感器信号”之间的时间段并且与预设的时间窗相比较；对于所确定的时间段大于预设的时间窗的情况，锁定(S106)该方向控制系统的激活可能性，其中，在静止状态之后第一次请求触摸转向手柄时，该方向控制系统的激活可能性在出现随后的静止状态之前一直被锁定。

Description

用于操作方向控制系统的方法和方向控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于操作方向控制系统的方法和一种所属的车辆方向控制系统。

背景技术

当代的机动车具备设立用于车辆自主转向的方向控制系统，其中，在许多行驶状况下需要使用者准备通过转向手柄接管车辆控制。如果在方向控制系统激活的情况下在预设的时间窗内未检测到使用者触摸转向手柄，则该方向控制系统被停用并且在存在触摸时又被激活。

US 2010/0185341 A1公开了利用设置在方向盘中的传感器通过检测触摸来确定使用者在方向盘处做好准备工作。

DE 10 2010 022 433 A1公开了一种方法，在此，对司机输出有关接管车辆控制的提示。对于未检测到司机接管的情况，关闭自动辅助系统，同时激活危险警示灯。

如果传感器出现故障，则它不提供传感器信号，并且传感器信号的缺失被解读为车辆使用者未做好控制车辆的准备。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于操作方向控制系统的方法和一种方向控制系统，其允许更可靠地操作方向控制系统。

该任务通过一种具有权利要求1的特征的用于操作方向控制系统的方法和一种根据权利要求8的方向控制系统来完成。

本发明的其它有利设计是从属权利要求的主题。

在根据本发明的用于操作具有包括触敏式传感器的转向手柄的方向控制系统的方法中执行以下步骤：

-确定从“该方向控制系统请求车辆使用者触摸该转向手柄”的时刻到“出现因触摸该转向手柄传感器区域而造成的传感器信号”之间的时间段并且与预设的时间窗相比较；

-针对所确定的时间段大于预设的时间窗的情况，禁用/锁定该方向控制系统的激活选项，

其中，在静止状态之后第一次请求触摸转向手柄的情况下，该方向控制系统一直被禁用，直至出现随后的静止状态为止。

该方向控制系统设立用于自主操控方向，为此，根据现有技术的方向控制系统例如包括：用于检测周围环境和道路走向的环境传感器如摄像机、雷达、激光雷达等；用于数据评估的计算单元和用于控制转向系统的执行器。该方向控制系统优选与纵向控制系统相连，从而可实现自主驾驶操作或半自主驾驶操作。根据驾驶操作的自动化程度，例如在预先确定的时间段之后或在达到系统极限之前或之时，使用者尤其应当接管包含纵向控制和横向控制在内的操控转向任务或驾驶任务。系统极限规定了在何时之前能够自主驾驶或半自主驾驶。例如在缺少道路边缘标记线的情况下、在下大雨或在工地区交通路线复杂的情况下，无法再实现自主驾驶或半自主驾驶。

当转向手柄被抓住时，传感器识别出使用者接管了车辆的操控转向。如果识别出司机未接管操控转向任务，则应当假定司机健康受损并且优选启动车辆急停。如果传感器出故障或用户戴手套驾驶，则在从自主驾驶模式接管的情况下无法识别出使用者已抓住转向手柄，因此将意外进行急停。在本申请意义上，术语“传感器”不仅是指传感器本身，还有用于传输和评估传感器信号的相关部件即电缆、评估单元等。本发明的方法避免了这种对所述状况而言是多余的急停，因为在车辆静止状态之后马上进行初始化、即传感器功能能力检查，并且只有当确认传感器功能能力之后才能激活方向控制系统。同时保证了用于检测司机触摸的传感器单元正确工作。

在本申请意义上，例如当使用者已通过接通来请求方向控制系统并且满足了方向控制系统的所有工作条件之时，方向控制系统处于准备就绪状态，准备就绪通过符号例如像方向盘图标来表示。方向控制系统工作条件的前提条件例如是：环境传感器装置可靠检测道路边界、车辆在允许速度范围内行驶或者转向致动器能够正常工作。

如果从“请求车辆使用者触摸转向手柄”的时刻起到“识别出由触摸引起的传感器信号”的特定时间段大于预设的时间窗，则不能激活该方向控制系统，直到出现下一个静止状态或直到从静止状态被唤醒为止。车道保持系统的静止状态伴随车辆静止状态，在内燃式车辆情况下，静止状态通过点火运行的结束而出现，即在接线端15关闭之后(优选包含空载在内)达到静止状态。在电动车辆的情况下，静止状态的特点例如是至少驱动装置和/或车载电源的控制器关断或置于睡眠模式，这类似于接线端15关闭。该方向控制系统保持关闭，或者说该激活可能性在下一个静止状态之前保持锁定并且在此之前都不再可用，使用者得到关于系统故障的信息。通过该方法，有利地避免如下情况：在达到准备就绪状态时、即当使用者已请求该方向控制系统且运行条件得到满足时，在例如因故障缺陷而缺少传感器信号的情况下启动急停以及进而造成使用者不知所措。

根据一个实施方式，如果所确定的从“请求车辆使用者触摸转向手柄”的时刻起到“识别出由触摸引起的传感器信号”的时间段小于预设的时间窗，即探测到在该预设的时间窗内出现传感器信号，则允许激活方向控制系统。换言之，在此情况下，传感器的初始化是成功的。伴随成功的初始化，一旦出现准备就绪状态，该方向控制系统就被激活。被激活的方向控制系统自主操控转向，该功能例如由绿色方向盘图标示出。如果曾经允许激活方向控制系统，则传感器的功能被证明，因此方向控制系统在停用后可被随时重新激活。如果该方向控制系统例如因为未满足条件而被停用，则一旦又满足了条件，它就随时可被激活。如果该方向控制系统例如因为没有车道标记而被停用，则一旦车道标记又存在了，使用者就能通过所述请求又激活该方向控制系统。

根据本发明的另一个实施方式，当方向控制系统准备处于就绪状态时，请求触摸转向手柄。一旦该方向控制系统准备就绪、即方向控制系统的所有工作条件得到满足且使用者已请求系统功能，则请求触摸转向手柄。因此，一旦使用者在车辆静止状态之后第一次想要在方向控制系统辅助下驾驶，则进行初始化。有利地，只有当使用者请求方向控制系统辅助时，才检查该传感器。

根据本发明的一个设计，车辆使用者以光学、声学和/或触觉的方式被请求触摸转向手柄的传感器区域。换句话说，使用者被请求在每次车辆静止状态之后完成传感器功能检查，由此避免多余的急停操作。

根据本发明的另一设计，如果在请求触摸转向手柄之后的预设时间段后未发生触摸，则重新以光学、声学和/或触觉的方式、优选以更高强度请求车辆使用者触摸转向手柄的传感器区域。通过在激活可能性锁定之前再次请求，进一步将使用者的注意力转向所述指示并促使使用者触摸传感器，使得从方向控制系统的请求时刻到“出现因触摸转向手柄的传感器区域而造成的传感器信号”的时刻之间的时间段小于预设的时间窗。

根据另一个设计，转向手柄的触摸包括：接近操控件和随后触摸方向盘。根据此设计，只有因触摸在先未被触摸的传感器而产生的传感器信号才被识别为有效。作为操作，只有因手接近且随后触摸所引起的信号才被识别为有效信号，例如以上升沿开始的传感器信号。有利地防止因将手从方向盘上移开而引起的传感器信号导致激活该方向控制系统。

根据本发明的另一个设计，车辆使用者借助光学、声学和/或触觉指示被通知该方向控制系统的激活可能性在随后的静止状态之前被一直锁定，该使用者优选被通知传感器的可能技术故障。

根据本发明的装置包括方向控制系统，其具有：

-安置在转向手柄上的触敏式传感器；

-计算单元，它确定从“方向控制系统请求车辆使用者触摸转向手柄”到“出现由触摸造成的传感器信号”之间的时间段并将其与预设的时间窗相比较，

其中，针对所确定的时间段大于预设的时间窗的情况，该计算单元锁定该方向控制系统的激活可能性，其中，该方向控制系统的激活可能性在静止状态之后第一次请求触摸转向手柄时保持锁定，直至出现随后的车辆静止状态为止。有利地，该方向控制系统避免了在对使用者提出请求之后例如因为传感器故障或戴手套操作而缺少传感器信号时而启动急停操作。

根据本发明的另一个设计，该传感器被设计成电容式、感应式、电阻式或光学式传感器。所述传感器允许可靠识别手触摸。

附图说明

以下将结合实施例并参照附图来详细说明本发明，在附图中，相同的或相似的零部件用相同的附图标记来标示，其中：

图1示出车辆内室的示意图；

图2示出本发明方法的工作过程的视图；

图3示出本发明方法的工作过程的另一视图；

图4示出本发明方法的工作过程的另一视图；

图5示出本发明方法的流程图。

具体实施方式

在详细描述本发明的实施例之前，将描述被用在所有下述的本发明实施例中的结构。

图1示出车辆内室1，其属于带有方向控制系统的车辆。该方向控制系统包括呈方向盘3形式构成的转向手柄，其具有设于两侧的传感器5，用于确定例如由手7造成的使用者触摸。借助于操作杆9，该方向控制系统可被接通。换句话说，接通意味着请求自动转向功能，或许只有当满足其它条件时，才真正激活自动操控转向。一旦该方向控制系统、即自动操控转向功能被激活，车辆就自动地沿着用摄像机11所采集的道路路线行驶，即无需使用者的进一步操控转向干预。如果摄像机11例如在工地无法再可靠确定车道走向，则要求使用者接管操控转向任务。当手7抓住方向盘3时，传感器5、即至少其中一个所述传感器5识别出车辆使用者已经接管驾驶任务。

图2示出用于在从静止状态13起动之后、即在车辆从静止状态13起动之后激活该方向控制系统的工作过程的一个实施方式。随着车辆投入使用，所有控制器被唤醒，即计算单元8或者方向控制系统的控制器被启动。投入使用是通过接通点火器或等效动作来进行的。在起动后，车辆驶离并在时刻14用符号15表明该方向控制系统可用。现在，自动操控转向条件得到满足，例如摄像机11可以识别道路路线、速度在预设范围内等，因而原则上可以实现自动操控转向。

在时刻17，自动操控条件仍得到满足，此外使用者现在已接通或请求该方向控制系统，符号19表示准备就绪。通过第一图形指示21，使用者被请求在传感器5区域内抓住方向盘3。在仅通过信号峰来检测状态变化的传感器5的情况下，抓住是指接近且随后触摸传感器。如果方向盘已在传感器区域内被抓住且因此已被触摸，则需要先将手拿开，随后靠近并且再次触摸传感器5。

在时间窗23内监测是否发生这样的触摸、即手7靠近和随后触摸。时间窗23限定了从准备就绪时刻17开始的时间段。如果在时刻17之后的预设时间内未发生触摸，则在第一图形指示21消失之后显示第二图形指示25并伴随声音提示26。在根据图2的本例子中，使用者将手从传感器区域拿开，接着传感器5发出以下降沿开始的信号27。在手接近方向盘之后触摸传感器5是在时间窗23之外才进行的。

在时间窗23之外，传感器5发出具有上升沿的信号29，并且触发信号31被发送至方向控制系统的计算单元8。从出现准备就绪17到出现传感器信号29或触发信号31之间的时间段被确定并与时间窗23相比较。因为该时间段大于时间窗23，故该方向控制系统的激活在下一个静止状态出现之前被锁定，即，即使自动操控条件被满足且使用者请求该系统功能，该方向控制系统仍保持未激活。以通知33来告知使用者该方向控制系统的激活被锁定。

在根据图3的应用场合下，不同于图2地，在手接近方向盘之后触摸传感器5是在时间窗23内进行的，传感器5发出具有上升沿的信号29，并且触发信号31在时间窗23内被发送给方向控制系统的计算单元8，随后方向控制系统被激活。使用者以所述通知33被告知方向控制系统已激活。符号35向使用者表明方向控制系统正在自动操控。

在根据图4的另一应用场合中，在手接近方向盘之后触摸传感器5是在时间窗23内进行的，但手事先未从传感器5拿开。例如当使用者首先在传感器区域之外握住方向盘3并且在时间窗23内触摸传感器5时，出现这种情况。传感器5发送具有上升沿的信号29，并且触发信号31在时间窗23内被发送给方向控制系统的计算单元8，随后与图3所述相似地激活该方向控制系统。

传感器5在在先例子中仅识别由变化例如触摸或触摸结束造成的信号峰。

在另一个未示出的实施方式中，传感器5能够在任何时刻识别是否存在手触信号。如果手例如在时刻17之前就已触摸传感器5，则使用者不必在时间窗23内把触摸的手拿开又放上以确认传感器5的功能。

如图5所示的过程方法在步骤S100中以方向控制系统启动开始，这牵扯到车辆状态从静止状态到行驶就绪状态的改变。行驶就绪意味着司机为了驾驶只需挂档和/或踩油门即可。

在步骤S102中识别是否满足了除了使用者请求外的用于自动操控的所有边界条件。

在步骤S103中识别到使用者已请求方向控制系统功能，使得方向控制系统处于准备就绪状态。达成准备就绪之后，对车辆使用者发出在传感器区域内触摸转向手柄3的请求。在步骤S104中监测是否从请求准备就绪时刻起在时间窗23内出现由触摸传感器造成的信号。

如果未出现传感器信号，则在步骤S106中在静止状态之后一直锁定该方向控制系统的功能，直到根据S100重新启动为止，并且通知使用者。在此情况下假定，传感器5或与传感器相连的用于方向控制系统计算单元8的传输部件出现故障。

如果在步骤S104中探测到传感器信号，则该方向控制系统在步骤S108中被激活。

如果在步骤S110中用于自动操控的边界条件不再被满足，则使用者被请求接管车辆控制。又通过检测触摸方向盘3上的其中一个传感器5来确认该接管。

如果在步骤S110中的检查表明在接管请求之后的另一个时间窗内没有进行触摸，则在步骤S112中启动车辆急停或输出相应的警报。因为在步骤S104中例如确认传感器的功能，故如果在步骤S110中没有传感器信号，只能是用户无能力接管车辆造成的。如果在另一个时间窗内识别到触摸，则使用者可以根据步骤S114根据操作状态手动地或在方向控制系统的帮助下继续驾驶车辆。

Claims (9)

1.一种用于操作具有转向手柄的车辆方向控制系统的方法，该转向手柄包括触敏式传感器，该方法具有以下步骤：

-确定从“该方向控制系统请求车辆使用者触摸该转向手柄”的时刻到“出现因触摸该转向手柄的传感器区域而造成的传感器信号”之间的时间段并且与预设的时间窗相比较(S104)，

其特征是，

-在静止状态之后第一次请求触摸该转向手柄时，针对所确定的时间段大于所述预设的时间窗的情况，锁定(S106)该方向控制系统的激活可能性，

其中，该激活可能性在随后的静止状态之前被一直锁定，并且该方向控制系统在随后的静止状态之前都无法再供使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，对于所确定的时间段小于所述预设的时间窗的情况，解锁(S108)该方向控制系统的激活可能性。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，请求触摸该转向手柄是伴随出现该方向控制系统准备就绪状态来进行的。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征是，该使用者以光学、声学和/或触觉的方式被请求触摸该转向手柄的传感器区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，如果在发出请求后的预设时间段之后未发生触摸，则重新以光学和/或声学的方式请求该车辆使用者触摸该转向手柄的传感器区域。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征是，该转向手柄的触摸包含：接近操控元件和随后触摸方向盘。

7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征是，该车辆使用者借助于图形指示和/或声学指示被通知：该方向控制系统的激活可能性在随后的静止状态之前被一直锁定。

8.一种用于执行根据权利要求1至7之一所述方法的方向控制系统，具有：

-安置在转向手柄(3)上的触敏式传感器(5)；

-计算单元(8)，该计算单元确定从“该方向控制系统请求车辆使用者触摸该转向手柄”到“出现由触摸造成的传感器信号(29)”之间的时间段并将所确定的时间段与预设的时间窗(23)相比较，

其特征是，

在静止状态之后第一次请求触摸该转向手柄(3)时，针对所确定的时间段大于所述预设的时间窗(23)的情况，该计算单元(8)锁定该方向控制系统的激活可能性，其中，该激活可能性在随后的静止状态之前保持锁定。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征是，该传感器被设计成电容式、感应式、电阻式或光学式传感器。

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