CN115071723A - 在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开方向盘的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开方向盘的方法和系统。在行驶期间检测驾驶员的手是握住还是松开方向盘的驾驶员的手握住/松开检测系统应用于车辆。在行驶期间，当控制器使驾驶辅助系统运行时，驾驶员的手握住/松开检测系统将MDPS扭矩代表值和车辆测量数据代表值作为传感器之间代表值的比值，并通过传感器之间代表值的比值的大小来划分干扰行驶区域和正常行驶区域，以通过将干扰扭矩阈值应用于扭矩滤波值执行手握住/松开确认的传感器检测校正控制，或通过将上/下扭矩极限值应用于扭矩滤波值执行手握住/松开确认的基于扭矩的检测控制，从而仅利用车载传感器而不利用电容式传感器能够降低在行驶期间的手握住/松开检测误差。

Description

在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开方向盘的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开方向盘的方法和系统，更具体地，涉及这样的系统，其在不利用电容式传感器的情况下，在驾驶辅助系统运行期间检测手握住/松开的检测性能。
背景技术
通常，用于车辆的自动命令转向功能(Automatically Commanded SteeringFunction，ACSF)连续地检测驾驶员是否握着方向盘(即，手握住/松开)，以在车辆行驶期间确认在驾驶辅助系统运行的状态下的车道保持功能，并规定在驾驶辅助系统运行期间当驾驶员的手离开方向盘时需要发出警报。
照此，驾驶辅助系统(必须检测驾驶员的手握住/松开方向盘)可以包括例如，车道保持辅助(lane keeping assist，LKA)系统和车道跟随辅助(lane following assist，LFA)系统。在这种情况下，LKA仅在存在偏离车道的风险时运行，而LFA总是运行。
因此，当系统运行时，LKA和LFA需要驾驶员的手握住/松开检测功能，满足这些要求的示例是利用传感器应用检测直接方法和后处理计算间接确定方法的驾驶员的手握住/松开检测功能。
例如，传感器应用检测直接方法是这样的方法，其通过将电容式传感器安装在方向盘上，直接利用电容式传感器来确定驾驶员的手握住/松开的方法，而后处理计算间接确定方法是这样的方法，其接收电机驱动的动力转向系统(Electronic Motor Driven PowerSteering System，MDPS)的驾驶员的扭矩输入，对扭矩传感器的测量值进行后处理，以相应地生成附加扭矩，并利用该扭矩传感器的值来间接地确定驾驶员的手握住/松开。
然而，后处理计算间接确定方法通过利用MDPS的扭矩传感器来确定手握住/松开而具有以下局限性。
例如，后处理计算间接确定方法监测由MDPS的扭矩传感器测量的扭矩的绝对量和变化量，但在该方法中，由于周围路面状况(例如，诸如通过障碍物、人孔(manhole)等的驾驶状况)，噪声可能被传送到扭矩测量值。
具体地，在这种扭矩测量值噪声的情况下，会遇到仅利用一个传感器来检测驾驶员的手握住/松开，如果用于确定手松开的阈值被设置地较低，则手松开的情况也可能被错误地检测为手握住的情况而可能违反法律，另一方面，如果阈值被设置地较高，则手握住的情况也可能被错误地检测为手松开的情况，而引起手松开警报，导致客户投诉。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开方向盘的方法和系统，其通过MDPS的扭矩传感器在行驶期间显著提高驾驶员的手握住/松开检测性能，使得能够提供在驾驶辅助系统的运行状态下所需的驾驶员的手握住/松开信息，而不利用电容式传感器，具体地，通过利用纵向加速度传感器和轮速传感器(它们为车辆的基本检测装置)的测量值作为干扰或外部噪声，对扭矩传感器测量值的后处理结果应用校正处理，使得由于对于驾驶员的手握住/松开检测划分了干扰驾驶区域和正常驾驶区域，降低了检测值的误差。
根据本发明的用于在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开方向盘的方法包括：传感器检测步骤，其在车辆的行驶状态下，在由控制器使驾驶辅助系统运行期间，通过频率滤波处理计算MDPS的扭矩传感器的扭矩检测值的MDPS扭矩代表值和车载传感器的传感器检测值的车辆测量数据代表值；干扰变量选择步骤，其将传感器之间代表值的比值计算为MDPS扭矩代表值与车辆测量数据代表值的比值；干扰条件确认步骤，其在确认了扭矩传感器检测值的状态下，通过传感器之间代表值的比值的大小来划分干扰行驶区域和正常行驶区域；检测逻辑二元化步骤，其改变应用于基于干扰的检测步骤和基于扭矩的检测步骤的扭矩传感器检测值的扭矩滤波值，所述基于干扰的检测步骤在干扰行驶区域中检测驾驶员的手握住或手松开，基于扭矩的检测步骤在正常行驶区域中检测驾驶员的手握住或手松开。
在优选的实施方案中，驾驶辅助系统是当车辆离开车道时使车辆返回到车道之内的车道保持辅助(LKA)系统或使得车辆能够沿着车道中心行驶的车道跟随辅助(LFA)系统。
在优选的实施方案中，车载传感器是检测车辆纵向加速度的纵向加速度传感器和检测车辆左/右前轮和左/右后轮的轮速的轮速传感器。
在优选的实施方案中，传感器检测步骤执行为：通过实时地对扭矩传感器检测值和传感器检测值进行频率滤波处理的预处理来提取干扰频率信号的步骤，通过从干扰频率信号中选择代表值来确定车辆测量数据代表值和MDPS扭矩代表值的步骤。
在优选的实施方案中，选择代表值通过将峰值-峰值、总电平和幅值的任一个应用于干扰频率信号来确定。
在优选的实施方案中，干扰变量选择步骤通过以下来执行：获得MDPS扭矩代表值和车辆测量数据代表值的离散度，并对离散度进行线性化，根据线性化处理结果来计算车辆测量数据代表值与MDPS扭矩代表值的比值，将传感器之间代表值的比值计算为比值计算值。
在优选的实施方案中，通过对比值计算值的阈值应用余量来计算传感器之间代表值的比值。
在优选的实施方案中，干扰条件确认步骤将扭矩传感器检测值的扭矩传感器阈值和传感器之间代表值的比值的干扰行驶阈值作为变量，并根据所述变量的大小关系来划分干扰行驶区域和正常行驶区域。
在优选的实施方案中，干扰行驶区域是扭矩传感器检测值大于扭矩传感器阈值，并且传感器之间代表值的比值大于干扰行驶阈值的情况，而正常行驶区域是当扭矩传感器检测值大于扭矩传感器阈值，但传感器之间代表值的比值小于干扰行驶阈值时，确认为正常行驶区域的情况。
在优选的实施方案中，基于干扰的检测步骤通过以下来执行：将干扰扭矩阈值应用于扭矩检测值的扭矩滤波值；将扭矩滤波值与干扰扭矩阈值进行比较；当扭矩滤波值小于干扰扭矩阈值时，识别出手握住确认；当扭矩滤波值大于干扰扭矩阈值时，识别出手松开确认。
在优选的实施方案中，当扭矩滤波值大于干扰扭矩阈值时，应用保持手握住确认的手握住检测保持模式。
在优选的实施方案中，基于扭矩的检测通过以下来执行：将扭矩阈值和扭矩变化率应用于扭矩检测值的扭矩滤波值；将扭矩滤波值与扭矩阈值和扭矩变化率中的任一个进行比较；当扭矩滤波值小于扭矩阈值和扭矩变化率中的任一个时，识别出手握住确认；当扭矩滤波值大于扭矩阈值和扭矩变化率中的任一个时，识别出手松开确认。
在优选的实施方案中，识别出手松开确认的步骤使警报灯打开。
此外，用于实现目标的本发明的驾驶员的手握住/松开检测系统包括：控制器、纵向加速度传感器和轮速传感器以及扭矩传感器，所述控制器配置为：在车辆的行驶状态下，驾驶辅助系统运行期间，将通过频率滤波处理计算的扭矩检测值的MDPS扭矩代表值和传感器检测值的车辆测量数据代表值，计算为传感器之间代表值的比值；在确认了扭矩检测值的状态下，通过传感器之间代表值的比值的大小来划分干扰行驶区域和正常行驶区域；执行传感器检测校正控制或者基于扭矩的检测控制，传感器检测校正控制是在干扰行驶区域中通过将干扰扭矩阈值应用于扭矩检测值的扭矩滤波值来识别方向盘上的手握住/松开确认，基于扭矩的检测控制是在正常行驶区域中通过将上扭矩极限值和下扭矩极限值应用于扭矩检测值的扭矩滤波值来识别方向盘上的手握住/松开确认；所述纵向加速度传感器和轮速传感器检测传感器检测值以传送到控制器；所述扭矩传感器安装于MDPS，并检测扭矩检测值以传送到控制器。
在优选的实施方案中，控制器与警报灯连接，当确认出手松开方向盘时，控制器使警报灯打开。
在本发明的车辆的驾驶员的手握住/松开检测系统中实现的行驶期间驾驶员的手握住/松开检测控制提供以下优点。
首先，即使不应用直接安装在方向盘上的电容式传感器，也可以提供在行驶期间车道保持功能介入时确定的关于方向盘上驾驶员的手握住/松开检测的信息。其次，通过利用现有的车载传感器以及MDPS的扭矩传感器，提高了仅应用扭矩传感器时驾驶员的手握住/松开的检测精度。第三，利用用于确定外部噪声产生的干扰区域的车载传感器中的转向柱扭矩传感器、车辆加速度计和车辆轮速传感器的测量值，通过将噪声条件和正常驾驶条件分开可以显著地降低驾驶员的手握住/松开检测中的误差。第四，由于可以单独地利用干扰区域的手握住/松开确定，因此可以进一步增加在正常行驶期间应用的现有手握住/松开阈值的自由度，从而原则上减少了由于误检手松开引起的客户投诉。第五，由于可以根据干扰条件和正常行驶条件分别采取手松开检测逻辑，因此增加了设置参数的自由度。第六，由于可以在干扰的情况下抑制误检手握住，所以能够减少由于手松开时误检手握住而违反自动命令转向功能(ACSF)的法律法规的可能性。
附图说明
图1A和图1B是根据本发明的用于在车辆行驶期间检测驾驶员的手握住/松开的方法的流程图。
图2示出了将根据本发明的在行驶期间实施驾驶员的手握住/松开检测性能改进控制的驾驶员的手握住/松开检测系统应用于车辆的示例。
图3示出了根据本发明的在车辆的干扰行驶期间车载传感器的纵向加速度测量值和MDPS扭矩传感器的扭矩测量值的状态。
图4示出了根据本发明的用于在车辆测量数据代表值中选择MDPS扭矩代表值的频率信号的峰值-峰值计算的示例。
图5示出了根据本发明的用于在车辆的正常行驶期间设置阈值的纵向加速度测量值和MDPS扭矩测量值的离散度和线性化处理的示例。
图6示出了根据本发明的用于确定在车辆的实际行驶期间施加的干扰的图的示例。
图7示出了根据本发明的当在行驶期间发生干扰时，手握住/松开的低频滤波器之前和之后的MDPS扭矩图的示例。
具体实施方式
应当理解，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非化石能源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
本文所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并非旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或更多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或更多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地描述为相反，否则词语“包括”和变化形式例如“包括有”或“包括了”应被理解为暗示包含所述元件，但是不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“器件”、“部件”和“模块”意为用于执行至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或者软件组件以及它们的组合来实现。
此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(Controller Area Network，CAN)以分布方式存储和执行。
以下，将参考所附示例性附图来详细地描述本发明的示例性实施方案，示例性实施方案表示示例并且可以由本发明所属技术领域的技术人员以各种不同的形式来实现，因此不限于本文描述的示例性实施方案。
参考图1A和图1B，用于在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开方向盘的方法通过如下来实现：在车辆行驶时，在由控制器(参见图2)使驾驶辅助系统运行(S10)期间，对于通过计算扭矩传感器和车载传感器的检测值的比值(S10-30)所划分的干扰行驶区域(S50-1)和正常行驶区域(S50-2)，不同地应用检测驾驶员的手握住或手松开的扭矩传感器的扭矩传感器检测值(S40-S70)。
例如，扭矩传感器检测值的不同应用在驾驶辅助系统运行期间确认设置在电机驱动的动力转向系统(Electronic Motor Driven Power Steering System，MDPS)中的扭矩传感器的扭矩检测值，并且通过检测逻辑二元化控制来执行扭矩传感器检测值的不同应用，检测逻辑二元化控制改变应用于基于干扰的检测或基于扭矩的检测的扭矩传感器检测值的扭矩滤波值，基于干扰的检测在干扰区域中检测驾驶员的手握住或手松开，基于扭矩的检测在正常行驶区域中检测驾驶员的手握住或手松开。
具体来说，检测逻辑二元化控制在驾驶辅助系统的运行状态(S10)下(即，在激活状态下)，在通过传感器检测步骤(S20)执行干扰变量选择步骤(S30)之后，对于干扰条件(S40)确认干扰行驶区域(S50-1)和正常行驶区域(S50-2)，并由此执行检测逻辑二元化控制(S60-1，S70)，检测逻辑二元化控制对应用到基于干扰的检测(S60-1)和基于扭矩的检测(S70)的扭矩传感器检测值改变扭矩滤波值，基于干扰的检测(S60-1)在干扰行驶区域(S50-1)中检测驾驶员的手握住或手松开，基于扭矩的检测(S70)在正常行驶区域(S50-2)中检测驾驶员的手握住或手松开。
在这种情况下，在驾驶辅助系统运行状态(S10)下的驾驶辅助表示车道保持控制和车道跟随辅助控制。在这种情况下，通过车辆行驶状态或驾驶辅助按钮的操控来确认驾驶辅助系统的激活。
具体地说，传感器检测步骤(S20)与利用加速度传感器和轮速传感器作为干扰检测装置的MDPS扭矩传感器有关，干扰变量选择控制(S30)同时考虑加速度传感器、轮速传感器和MDPS扭矩传感器。
此外，检测逻辑二元化控制(S60-1，S70)通过基于干扰的检测(S60-1)、基于干扰的检测保持(S60-1)和基于扭矩的检测(S70)中的任一个来执行方向盘上的驾驶员的手松开检测。因此，基于干扰的检测(S60-1)和基于扭矩的检测(S70)可以通过不同地应用MDPS扭矩值来排除干扰对MDPS扭矩传感器的手松开检测的影响。
因此，在行驶期间驾驶员的手握住/松开检测方法可以单独地运用干扰区域手握住/松开确定，使得在不受干扰影响的正常行驶期间，对于现有手松开确定的阈值设置的自由度可以增加；由于在驾驶辅助系统运行时，在受干扰影响的行驶情况下，通过保持驾驶员的手握住能够抑制误检，所以可以提高检测性能，以降低在手松开之后由于手握住误检而违反法律的可能性；以及由于对于干扰行驶和正常行驶可以分开考虑误检变量，所以可以增加设置手松开检测逻辑的参数的自由度。
结果，在MDPS扭矩传感器原样地用于车道保持控制和车道跟随辅助控制的情况下，在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开的方法可以提高检测驾驶员的手握住/松开的逻辑的精度。
参考图2，车辆1包括与驾驶辅助系统5连接的驾驶员的手握住/松开检测系统10。
具体地，驾驶辅助系统5包括车道保持辅助系统(Lane Keeping Assist System，LKA)5A和/或车道跟随辅助系统(Lane Following Assist System，LFA)5B。在这种情况下，车辆1可以包括驾驶辅助按钮以激活驾驶辅助系统5，或者可以确定车辆行驶状态(例如，恒速行驶或巡航行驶)。
例如，LKA 5A仅当存在偏离车道的风险时运行，如在以预定速度(例如，60km/h)行驶的车辆1偏离车道时执行使车辆1返回到车道之内的功能的情况下，而LFA 5B总是运行，如在通过识别前方车道和车辆1来执行使得车辆1能够沿着车道中心行驶的功能的情况下。
具体地，驾驶员的手握住/松开检测系统10包括车辆传感器20、控制器30和警报灯40。
例如，车辆传感器20分为车载传感器20-1和扭矩传感器20-2。车载传感器20-1是纵向加速度传感器21和轮速传感器22，扭矩传感器20-2是安装在电机驱动的动力转向系统(MDPS)3上的MDPS扭矩传感器。
因此，纵向加速度传感器21检测车辆1的加速度中的纵向方向(即，xyz坐标系中的x方向)上的纵向加速度，轮速传感器22安装在车辆1的左/右前轮(FL/FR)和左/右后轮(RL/RR)中的每一个上以检测轮速，扭矩传感器20-2检测当驾驶员抓住并旋转方向盘时生成的转向扭矩的大小。
例如，控制器30作为中央处理单元(即，CPU)工作，其结合存储器进行用于控制的数据检测、计算和估算，用于如下的逻辑通过编程存储在存储器中：驾驶辅助系统的运行状况确认(S10)、传感器检测(S20)、变量选择控制(S30)、干扰条件确定(S40)、干扰/正常行驶区域确认(S50-1，S50-2)、传感器检测校正控制(S60-1)、传感器检测保持控制(S60-1)、传感器检测控制(S70)等。
为此，控制器30包括：信号处理单元31、比值计算单元32、行驶区域确定单元33和信号输出单元34。
例如，警报灯40设置在车辆1的驾驶员侧组合仪表板中，并在驾驶辅助系统运行状态下对于驾驶员在方向盘上的手松开检测情况发出警报。为此，警报灯40可以由蜂鸣器或发光二极管(LED)灯来实现。
在下文中，将参考图2至图7来详细地描述图1A和图1B中在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开的方法。在这种情况下，控制主体是控制器30，控制对象是驾驶员的手握住/松开检测系统10的组件。
首先，控制器30执行进入运行驾驶辅助系统的步骤S10，该步骤可以通过识别车辆1的行驶信息中的恒速行驶和/或巡航行驶或用于驾驶辅助动作的按钮操控来执行，或者通过车载传感器20-1中的发动机rpm传感器或车辆速度传感器的检测信息来执行。
结果，在进入运行驾驶辅助系统(S10)时，在车辆1的状况满足的情况下，驾驶辅助系统5的LKA 5A和/或LFA 5B处于运行状态(即，处于激活状态)。
随后，控制器30进入传感器检测步骤(S20)，并且通过如下来执行传感器检测步骤(S20)：驾驶员的手握住/松开确定传感器确认步骤S21、车辆传感器测量值预处理步骤S22、干扰频率信号提取步骤S23、车辆测量数据代表值选择步骤S24和MDPS扭矩代表值选择步骤S25。
参考图2，控制器30在信号处理单元31中确认纵向加速度传感器21、轮速传感器22和扭矩传感器20-2，信号处理单元31接收LKA 5A和/或LFA 5B的激活(即，运行接通)信号，并且控制器30读取和确认纵向加速度传感器21的纵向加速度检测值、轮速传感器22对于左/右前轮和左/右后轮中的全部或至少任一个的轮速检测值(或车轮rpm检测值)以及扭矩传感器20-2的转向扭矩检测值。
例如，驾驶员的手握住/松开确定传感器确认(S21)可以通过利用已经安装于车辆的传感器中的加速度传感器(x方向)和轮速传感器(FR、FL、RR、RL)的一个或更多个传感器信息来增加对干扰产生条件的确定，同时原样地保持利用MDPS扭矩传感器的现有手握住/松开确定方法。
例如，车辆传感器测量值预处理(S22)通过利用频率滤波器对信号进行滤波来执行，该频率滤波器具有对于图3中确认的MDPS扭矩传感器的高频和x方向加速度的高频的适合频带。干扰频率信号提取(S23)通过来自频率滤波器的结果的传感器干扰频率信号和MDPS干扰频率信号来执行。因此，滤波干扰频率信号是对MDPS扭矩传感器的高频和x方向加速度的高频进行滤波的结果，并且在车辆行驶时实时地执行对检测值的确认和滤波处理，使得提取多个不同的幅度，直到检测出手松开为止。
例如，车辆测量数据代表值选择(S24)选择传感器干扰频率信号中的代表性传感器干扰频率信号作为车辆测量数据代表值，MDPS扭矩代表值选择(S25)选择MDPS干扰频率信号中的代表性MDPS干扰频率信号作为MDPS扭矩代表值。
参考图3，示出了这样的频率图，其中，将车辆在干扰状态下行驶时车辆传感器测量值的x方向加速度(即，纵向加速度)与MDPS扭矩进行比较。
如图所示，因为由于障碍物、石头、人孔等而传递到车辆1的干扰开始于对车轮的冲击，所以当纵向轮速传感器22和纵向加速度传感器21的信号强度与MDPS 5的扭矩传感器20-2的信号强度相比较时，显示为x方向上的加速度频率图的车载传感器20-1的信号强度大于显示为MDPS扭矩频率图的扭矩传感器20-2的信号强度，并且在该信号强度下产生相对高频的信号。
由此，由于通过左/右前轮(FL/FR)和左/右后轮(RL/RR)的车轮的冲击而在整个车辆中传播，从而由于障碍物、石头、人孔等引起车辆1的干扰，并且由此产生的干扰由纵向加速度传感器21、轮速传感器22和扭矩传感器20-2来测量，从而作为在手松开情况下误检手握住的原因。
参考图4，示出了这样的一个示例，其中，通过对MDPS干扰频率信号中的频率信号应用峰值-峰值(peak-peak)来选择代表性的MDPS扭矩值。因此，可以看出，还通过将峰值-峰值应用于频率信号来选择车辆测量数据代表值。在这种情况下，由于峰值-峰值应用方法是常规技术，因此省略详细描述。
此外，可以通过将总电平应用于频带或将幅值应用于频率信号来选择MDPS扭矩代表值和车辆测量数据代表值。在这种情况下，由于总电平应用方法和幅值应用方法是常规技术，因此省略详细描述。
接着，控制器30进入干扰变量选择步骤(S30)，并且将干扰变量选择步骤(S30)执行为代表值线性化处理步骤(S31)和传感器之间代表值的比值计算步骤(S32)。
参考图2，控制器30通过利用与信号处理单元31连接的比值计算单元32进行信息交换，来执行代表值线性化处理(S31)和传感器之间代表值的比值计算(S32)。
参考图5，代表值线性化处理(S31)获得对于MDPS扭矩代表值(例如，标记为MDPS扭矩)和车辆测量数据代表值(例如，标记为LONG ACCEL)中的每一个的离散度，并通过对离散度进行线性化来执行。
另外，传感器之间代表值的比值的计算(S32)：通过将分别线性化的MDPS扭矩代表值和车辆测量数据代表值之间的车辆测量数据代表值与MDPS扭矩代表值进行比较来计算值的比值，并且通过获得计算出的比值计算值的阈值然后乘以余量来用作正常行驶的正常阈值。在这种情况下，通过在开发车辆时计算正常行驶条件和干扰行驶条件之间的比值，并考虑可用作正常行驶区域的极限的比值来确定余量的大小。
然后，控制器30执行干扰条件确认(S40)。通过应用以下干扰条件确认公式来执行干扰条件确认(S40)。
干扰条件确认公式：A＞a？&B＞b？，a＝M×K
这里，“A”是通过计算传感器之间代表值的比值(S32)而获得的传感器之间代表值的比值，“a”是传感器之间代表值的比值的干扰行驶阈值，“B”是MDPS扭矩传感器检测值，“b”是MDPS扭矩传感器阈值，“M”是考虑噪声的余量值，“K”是传感器设置的代表值的比值，“＞”是表示两个值之间的大小关系的不等式，“&”表示两个值的和条件。
由此，在干扰条件确认(S40)中，将在车辆行驶时实时获得的传感器之间代表值的比值A与干扰行驶阈值(即，预定值)a进行比较，并将MDPS扭矩传感器检测值B与MDPS扭矩传感器阈值(即，预定值)b进行比较。
结果，在通过“B＞b”确认出MDPS扭矩传感器检测值B大于MDPS扭矩传感器阈值b，同时通过“A＞a”确认出传感器之间代表值的比值A大于干扰行驶阈值a的情况下，确定出车辆1的当前行驶状态处于干扰行驶区域(S50-1)。
另一方面，在通过“B＞b”确认出MDPS扭矩传感器检测值B大于MDPS扭矩传感器阈值b，但通过“A＞a”没有确认出传感器之间代表值的比值A大于干扰行驶阈值a的情况下，确定出车辆1的当前行驶状态处于正常行驶区域(S50-2)。
参考图6的干扰行驶确定图，可以看出，干扰行驶阈值a被设置为Z线值0.73，当该值大于0.73时进行干扰行驶确定，当该值小于0.73时进行正常行驶确定。
由此，可以看出，基于值0.73，干扰区域的手握住/松开逻辑可以被识别为与正常行驶区域的手握住/松开逻辑分开的逻辑。
最后，控制器30在干扰行驶区域(S50-1)中执行基于干扰的检测步骤(S60-1)或基于干扰的检测保持步骤(S60-1)，另一方面，在正常行驶区域(S50-2)中执行基于扭矩的检测步骤(S70)。
参考图2，控制器30通过与比值计算单元32相关地交换信息的行驶区域确定单元33和信号输出单元34，向外部输出行驶区域确定单元33的信号。
因此，行驶区域确定单元33将图6的干扰行驶确定图存储在存储器中，以确定干扰行驶和正常行驶，并且在LKA 5A和/或LFA 5B运行期间，信号输出单元34向警报灯40输出驾驶员的手松开检测结果的信号，以警报驾驶员他或她的手已经脱离方向盘。
具体地，基于干扰的检测步骤(S60-1)通过手松开检测干扰模式步骤(S61)、干扰变量条件满足确认步骤(S62)、手握住确认步骤(S63)和手松开确认步骤(S64)来执行。
作为一个示例，手松开检测干扰模式(S61)表示进入基于干扰的检测步骤，并且干扰变量条件满足确认(S62)应用以下干扰误检确定公式。
干扰误检确定公式；F＜f？
这里，“F”是扭矩滤波值(即，在MDPS低频滤波器进行滤波之后的值)，“f”是干扰扭矩阈值。
具体地，干扰扭矩阈值f可以应用为约1Nm或更小的绝对值。然而，在涉及干扰的状态下，驾驶员握住方向盘的握力可能改变以影响扭矩检测值，因此可以不同地设置1Nm或更小的干扰扭矩阈值f。因此，应用为干扰扭矩阈值f的具体数值应作为示例处理。
结果，在“F＞f”中，如果扭矩滤波值F小于干扰扭矩阈值f，则执行手握住确认(S63)，而在“F＞f”中，如果扭矩滤波值F大于干扰扭矩阈值f，则执行手松开确认(S64)，从而打开警报灯40。
另一方面，基于干扰的检测保持步骤(S60-1)转换为手握住检测保持模式。因此，不执行手握住确认，并且反馈到驾驶员的手握住/松开确定传感器确认步骤S21。在这种情况下，当扭矩滤波值F约为扭矩阈值f的绝对值的至少1.5倍(即，1.5Nm以上)时，可以应用传感器检测保持控制(S60-1)。
因此，基于干扰的检测保持步骤(S60-1)不从基于干扰的检测步骤(S60-1)的干扰变量条件满足确认步骤(S62)进入手松开确认步骤(S64)，而可以直接反馈到驾驶员的手握住/松开确定传感器确认步骤(S21)。
具体地，基于扭矩的检测步骤(S70)执行为手松开检测正常模式步骤(S71)、MDPS扭矩变量确认步骤(S72)、手握住确认步骤(S73)和手松开确认步骤(S74)。
例如，手松开检测正常模式(S71)表示进入基于扭矩的检测步骤，MDPS扭矩变量确认(S72)应用以下基于扭矩的检测确定公式。
基于扭矩的检测确定公式；D＜d？或E＞e？
这里，“D”是扭矩检测值，“d”应用约0.5Nm作为扭矩阈值，“E”是扭矩变化率，“e”应用约10Nm作为扭矩变化率阈值。
结果，在“D＞d”的情况下，当由MDPS 5的扭矩传感器(20-2)检测和计算的扭矩检测值D小于扭矩阈值d时，或者在“E＞e”的情况下，当扭矩变化率E小于扭矩变化率阈值e时，执行手握住确认(S73)，而当这两个值中的任一个较大时，执行手松开确认(S74)，从而打开警报灯40。
参考图7，根据发生干扰时低频滤波之前/之后的MDPS扭矩的频率图，可以从下表1中看到基于干扰的检测(S60-1)和基于扭矩的检测(S70)之间的差异的仿真结果。
[表1]
Figure BDA0003171813660000141
由此，MDPS扭矩传感器20-2的扭矩值在手松开情况和手握住情况下被不同地确认。因此，证明了即使在原样地利用MDPS扭矩传感器20-2的情况下，与传统技术相比，MDPS扭矩值的精度和可靠性也显著提高。
如上所述，在根据本实施方案应用于车辆1的驾驶员的手握住/松开检测系统10中的用于在行驶期间检测驾驶员的手握住/松开的方法中，在车辆1行驶时，由控制器30运行驾驶辅助系统5期间，将通过频率滤波处理计算出的扭矩检测值的MDPS扭矩代表值和传感器检测值的车辆测量数据代表值计算为传感器之间代表值的比值，在确认了扭矩检测值的状态下，通过传感器之间代表值的比值的大小来划分干扰行驶区域(S50-1)和正常行驶区域(S50-2)，并且执行传感器检测校正控制(S60-1)，其中通过对干扰行驶区域(S50-1)中的扭矩检测值的扭矩滤波值施加干扰扭矩阈值来识别手握住/松开确认，或者执行基于扭矩的检测控制(S70)，其中通过对正常行驶区域(S50-2)中的扭矩检测值的扭矩滤波值施加上扭矩极限值和下扭矩极限值来识别手握住/松开确认。
因此，驾驶员的手握住/松开检测系统10可以通过划分干扰行驶区域和正常行驶区域来降低手握住/松开检测误差，而不利用电容式传感器，具体地，通过考虑作为车辆1的基本感测装置的车载传感器20-1的纵向加速度传感器21和轮速传感器22的测量值作为干扰(或外部噪声)校正扭矩传感器测量值的后处理结果，来降低手握住/松开检测误差。

Claims (18)

1.一种用于在车辆行驶期间检测驾驶员的手握住/松开方向盘的方法，包括：
在驾驶辅助系统运行期间，由控制器通过计算扭矩传感器和车载传感器的检测值之间的比值，划分干扰行驶区域和正常行驶区域；
在干扰行驶区域和正常行驶区域，由控制器不同地应用扭矩传感器的扭矩传感器检测值，所述扭矩传感器检测驾驶员的手握住或手松开。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车载传感器是检测车辆纵向加速度的纵向加速度传感器和检测车辆左/右前轮和左/右后轮的轮速的轮速传感器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，不同地应用扭矩传感器检测值通过以下来执行：
在驾驶辅助系统运行期间，确认设置于MDPS的扭矩传感器的扭矩检测值；
检测逻辑二元化控制，其改变应用到基于干扰的检测或基于扭矩的检测的扭矩传感器检测值的扭矩滤波值，基于干扰的检测在干扰行驶区域中检测驾驶员的手握住或手松开，基于扭矩的检测在正常行驶区域中检测驾驶员的手握住或手松开。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述检测逻辑二元化控制包括：
传感器检测步骤，其通过对扭矩传感器的扭矩检测值进行频率滤波处理来计算MDPS扭矩代表值，并通过对车载传感器的传感器检测值进行频率滤波处理来计算车辆测量数据代表值；
干扰变量选择步骤，其将传感器之间代表值的比值计算为MDPS扭矩代表值与车辆测量数据代表值的比值；
干扰条件确认步骤，其在确认了扭矩传感器检测值的状态下，通过传感器之间代表值的比值的大小来划分干扰行驶区域和正常行驶区域；
检测逻辑二元化步骤，其在划分基于干扰的检测和基于扭矩的检测之后，不同地应用扭矩滤波值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述传感器检测步骤通过以下来执行：
通过实时地对扭矩传感器检测值和传感器检测值进行频率滤波处理的预处理来提取干扰频率信号；
通过从干扰频率信号中选择代表值来确定车辆测量数据代表值和MDPS扭矩代表值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，选择代表值通过将峰值-峰值、总电平和幅值中的任一个应用于干扰频率信号来确定。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述干扰变量选择步骤通过以下来执行：
获得MDPS扭矩代表值和车辆测量数据代表值的离散度，并对离散度进行线性化；
根据线性化处理结果计算车辆测量数据代表值与MDPS扭矩代表值的比值，并将传感器之间代表值的比值计算为比值计算值。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过对比值计算值的阈值应用余量来计算传感器之间代表值的比值。
9.根据权利要求4所述的方法，其中，所述干扰条件确认步骤将用于扭矩传感器检测值的扭矩传感器阈值和用于传感器之间代表值的比值的干扰行驶阈值作为变量，并根据变量的大小关系来划分干扰行驶区域和正常行驶区域。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
所述干扰行驶区域是扭矩传感器检测值大于扭矩传感器阈值，并且传感器之间代表值的比值大于干扰行驶阈值的情况，
所述正常行驶区域是扭矩传感器检测值大于扭矩传感器阈值，但传感器之间代表值的比值小于干扰行驶阈值的情况。
11.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于干扰的检测通过以下来执行：
将干扰扭矩阈值应用于扭矩检测值的扭矩滤波值，并将扭矩滤波值与干扰扭矩阈值进行比较；
当扭矩滤波值小于干扰扭矩阈值时，识别出手握住确认；
当扭矩滤波值大于干扰扭矩阈值时，识别出手松开确认。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，当扭矩滤波值大于干扰扭矩阈值时，应用保持手握住确认的手握住检测保持模式。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，识别出手松开确认使警报灯打开。
14.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于扭矩的检测通过以下来执行：
将扭矩阈值和扭矩变化率应用于扭矩检测值的扭矩滤波值，并将扭矩滤波值与扭矩阈值和扭矩变化率中的任一个进行比较；
当扭矩滤波值小于扭矩阈值和扭矩变化率中的任一个时，识别出手握住确认；
当扭矩滤波值大于扭矩阈值和扭矩变化率中的任一个时，识别出手松开确认。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，识别出手松开确认使警报灯打开。
16.一种用于检测驾驶员的手握住/松开的系统，包括：
纵向加速度传感器和轮速传感器，所述纵向加速度传感器和轮速传感器生成传感器检测值；
扭矩传感器，其安装于MDPS并检测扭矩检测值；以及
控制器，其配置为：在车辆的行驶状态下，驾驶辅助系统运行期间，将通过频率滤波处理计算的扭矩检测值的MDPS扭矩代表值和传感器检测值的车辆测量数据代表值，计算为传感器之间代表值的比值；在确认了扭矩检测值的状态下，通过传感器之间代表值的比值的大小来划分干扰行驶区域和正常行驶区域；执行传感器检测校正控制或者基于扭矩的检测控制，传感器检测校正控制是在干扰行驶区域中通过将干扰扭矩阈值应用于扭矩检测值的扭矩滤波值来识别方向盘上的手握住/松开确认，基于扭矩的检测控制是在正常行驶区域中通过将上扭矩极限值和下扭矩极限值应用于扭矩检测值的扭矩滤波值来识别方向盘上的手握住/松开确认。
17.根据权利要求16所述的用于检测驾驶员的手握住/松开的系统，其中，所述驾驶辅助系统是当车辆离开车道时使车辆返回到车道之内的车道保持辅助系统或使得车辆沿着车道中心行驶的车道跟随辅助系统。
18.根据权利要求16所述的用于检测驾驶员的手握住/松开的系统，其中，所述控制器与警报灯连接，并且当确认出手松开方向盘时，打开警报灯。
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