專利名稱：用于識別在機動車的方向盤上缺少駕駛員活動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于識別在機動車的方向盤上缺少駕駛員活動的方法，其中，反 復(fù)測量在方向盤上施加的駕駛員的手動力矩，并且對于在多個依次相繼測量中手動力矩 值的數(shù)值不超過閾值的情況，推斷出缺少駕駛員的活動。對于現(xiàn)有技術(shù)，特別是請參閱DE 102008021150A1，此外，在以下描述中請參閱 DE 3421253C2 和 DE 102005014237A1。
背景技術(shù)：
在最先提到的文獻(xiàn)中詳細(xì)地描述了以下問題——本發(fā)明也是以以下問題為基礎(chǔ) 的，即能夠用電子控制單元識別配備了駕駛員輔助系統(tǒng)、特別是配備了能夠至少些許地自 動操縱汽車的駕駛員輔助系統(tǒng)的汽車的駕駛員是否足夠?qū)Ｐ囊约疤貏e是是否隨時能夠自 己接手操縱汽車。在汽車移動時，測量由駕駛員施加到方向盤上的手動力矩，當(dāng)然，該手動 力矩只有當(dāng)駕駛員至少觸碰方向盤時才能具有不等于O的數(shù)值。只要該手動力矩的數(shù)值至 少大于0，那么就可能是由于駕駛員的充分活動。
在所述文獻(xiàn)中也描述了，當(dāng)只在較短的時間段沒有識別到具有數(shù)值大于O的手動 力矩時，人們不希望馬上得出缺少駕駛員活動的結(jié)論，因此在DE 102008021150A1中描述 了一種特殊的方法，怎樣能夠超過某一時間間隔可以有利地實現(xiàn)關(guān)于在該時間間隔中接連 多次測得的手動力矩的分析。當(dāng)然，基本上能夠?qū)е骂愃平Y(jié)果的其他方法也是可能的，并且 順便與本發(fā)明一起描述這些方法中的一種。發(fā)明內(nèi)容
而后者，即與DE 102008021150A1中所示不同的運算過程或者控制過程，不是本 發(fā)明的主要內(nèi)容。更確切地說，本發(fā)明的任務(wù)是，如下進(jìn)一步構(gòu)成根據(jù)權(quán)利要求1的前序部 分的用于識別在移動的汽車的方向盤上缺少駕駛員活動的方法，使得進(jìn)一步提高所述方法 的準(zhǔn)確性。隨準(zhǔn)確性的提高，不僅應(yīng)該使由于不必要識別的、只是臆想的缺少駕駛員活動的 錯誤警報被較少地觸發(fā)，而且應(yīng)該也在實際上不存在足夠的駕駛員活動的情況下可靠且及 時地識別出這樣的缺少駕駛員活動。
這個任務(wù)的解決方案對于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的方法來說，其特征在于， 在由手動力矩值的當(dāng)前值多次接連低于閾值的一數(shù)值時推斷出缺少駕駛員活動，所述閾值 的數(shù)值取決于所行駛路面的表面狀況，特別是取決于所行駛路面的不平坦程度。從屬權(quán)利 要求的內(nèi)容是有利的改進(jìn)形式。
按照本發(fā)明，將所述手動力矩值與閾值相比較，該手動力矩值可以例如或者優(yōu)選 指的是測得的手動力矩的數(shù)值，所述閾值不是恒定的，而是取決于一個重要的邊界條件，該 邊界條件對于只由手動力矩的值推斷出足夠的或者缺少的駕駛員活動有著不可忽視的重 要意義。按照本發(fā)明，應(yīng)該考慮到路面的表面狀況或者表面質(zhì)量，其中，在考慮到路面質(zhì)量 或者路面狀況時，重要的影響因素是路面的平坦或者不平坦。也就是說，已經(jīng)認(rèn)識到對于趨 向于更不平坦的路面，例如具有多個橫向溝槽和/或縱向溝槽或者小坑洼的路面，為了確定足夠的駕駛員活動，應(yīng)該比當(dāng)車輛在例如由光滑的柏油形成的一條絕對平坦的路面上移 動時要求數(shù)值上更大的手動力矩。因此在路面的表面狀況良好時可以比在路面狀況惡劣時 對手動力矩值設(shè)置明顯的較低的閾值，其中，良好的表面狀況的特征也在于少量的特別是 只具有較小尺寸的不平整的地方，而惡劣的公路狀況的特征可以為例如大量較小或者較大 的坑掛。但是也要明確指出，所述概念“路面的表面狀況”并非限于“不平坦”或“平坦”的 特性。更確切地說，也可以根據(jù)路面和車輛的車輪或輪胎之間的摩擦系數(shù)設(shè)置不同閾值。眾 所周知，可以以充分的精度估算所述摩擦系數(shù)。
原則上存在識別路面的表面狀況的各種可能性。一種可能性是自動的光學(xué)分析， 例如通過分析路面的拍攝圖像，或者通過例如用激光射線或者超聲波掃描；后者在本文中 也應(yīng)該屬于光學(xué)分析的概念。但是原則上也已知其它方法，對此可以參考開頭所述的第二 個和第三個文獻(xiàn)。這樣，例如所謂的路面不平坦度可以由在車輛的車輪懸掛(例如在減震器 中)測得的垂直加速度推導(dǎo)得出。替代地或者附加地，也可以由車輛的至少一個車輪的減 速信號和/或加速信號推導(dǎo)得出所述路面的不平坦度，所述減速信號和/或加速信號可以 由車輪轉(zhuǎn)數(shù)得到。原則上可以在這種分析的框架內(nèi)將相應(yīng)的傳感器信號特別是進(jìn)行低通濾 波，和/或可以分析信號雜音。不管采用哪種用于識別路面狀況的方法，可以接著將識別出 的路面狀況分級，然后可以選出對應(yīng)于這種分級的手動力矩值的閾值，接著將接連求得的 手動力矩值的數(shù)值與該閾值比較。
優(yōu)選地，在汽車移動時，將接連求得的手動力矩值的數(shù)值與當(dāng)前閾值的這種比較 進(jìn)行地超過某一時間段，使得只有當(dāng)手動力矩值的多個接連的測量值低于重要的閾值時， 才能推斷出缺少駕駛員活動。相反的，如果求得的手動力矩值的數(shù)值超過了相應(yīng)的最小值， 則優(yōu)選推斷出足夠的駕駛員活動，并且因此開始手動力矩的新的一系列的接連測量，其中， 對于識別缺少的活動不考慮之前(在超過最小值的測量值之前)的測量。隨著由手動力矩 值的當(dāng)前值超過所述最小值，則開始或者進(jìn)行一個新的所述時間段，其中要明確指出，所述 時間段不必是固定預(yù)定的持續(xù)時間，而也可以例如通過手動力矩的一定數(shù)量的接連測量確 定。至于所述最小值，該最小值可以等于所述閾值，替代地，該最小值可以與所述閾值不同。 也可以規(guī)定，只有當(dāng)手動力矩值在某段持續(xù)時間期間連續(xù)超過其對應(yīng)的最小值時，才推斷 出足夠的駕駛員活動并因此開始手動力矩的新的一系列的接連測量。所述某段持續(xù)時間可 以是恒定的或者變化的；在后一種提到的情況下，所述持續(xù)時間可以取決于所行駛路面的 表面狀況。此外，所述最小值也可以具有這種與表面狀況、特別是與所行駛路面的不平坦程 度的相關(guān)性，其中必須超過所述最小值以推斷出足夠的駕駛員活動。
根據(jù)一種有利的改進(jìn)形式，所述時間段的大小和/或所述持續(xù)時間的大小可以取 決于汽車的行駛速度，其中，在持續(xù)低于閾值的情況下推斷出缺少駕駛員活動之前，在所述 時間段內(nèi)進(jìn)行手動力矩的多次接連的測量，而在所述持續(xù)時間中，手動力矩值的接連的測 量值必須超過最小值，以便開始手動力矩的新的一系列的接連測量。通常，在第一次和第 二次測量手動力矩之間經(jīng)過的時間是恒定的，并且取決于設(shè)置在電子控制單元中的CPU或 類似設(shè)備的周期，在所述電子控制單元中執(zhí)行按照本發(fā)明的方法。在一個較長的時間段 中一在該時間段中每個測得的手動力矩值必須低于所述閾值，以便推斷出缺少駕駛員活 動一比在一個較短的時間段中觀察更大量的手動力矩的測量值。因此在較長的時間段中 存在較大的概率，駕駛員在該時間段中主動操作方向盤，并且因此確定一個超過所述最小值的手動力矩值。由于在車輛行駛速度較低時駕駛員短時間的不活動包含的潛在危險合乎 邏輯地比在車輛行駛速度較高時小，因此所述時間段在車輛行駛速度較低時可以比在行駛 速度較高時更長，其中在所述時間段中將接連求得的手動力矩值的數(shù)值與閾值相比較，并 且當(dāng)在所述時間段內(nèi)，手動力矩值的所有值都低于所述閾值時推斷出缺少駕駛員活動。例 如在行駛速度為10km/h時，所述時間段可以為5秒的數(shù)量級，而在行駛速度為40km/h時， 只為2秒。在這些示例值之間可以實現(xiàn)例如線性的內(nèi)插法。還要明確指出，取代預(yù)定的時 間段，當(dāng)然也可以預(yù)定在推斷出缺少駕駛員活動之前必須檢查多少接連的手動力矩的測量 值或由其推導(dǎo)出的手動力矩值的數(shù)值是低于所述閾值的。這種預(yù)定數(shù)量的測量值也可以是 變化的并且尤其是取決于汽車的行駛速度，并且在本文中應(yīng)該屬于變化的或取決于車輛行 駛速度的時間段的概念。
正如已經(jīng)提到的，可以使用實際測得的手動力矩的數(shù)值作為所述手動力矩值，但 是也可以替代地使用手動力矩的梯度，即手動力矩在時間上導(dǎo)數(shù)，或使用手動力矩變化速 度，如已經(jīng)在開頭最先提到的文獻(xiàn)中提及的。除了手動力矩的數(shù)值作為第一手動力矩值之 外，考慮將手動力矩的梯度作為其他的第二手動力矩值，在這種情況下可以達(dá)到進(jìn)一步提 高按照本發(fā)明的方法的精度。在多次依次相繼的測量中，不僅第一手動力矩值的數(shù)值不超 過取決于路面狀況的第一閾值，而且第二手動力矩值也不超過為其規(guī)定的第二閾值，只對 于上述情況推斷出缺少駕駛員活動。第二手動力矩值的閾值可以是恒定的或者同樣取決于 路面狀況或所行駛路面的表面狀況。在檢查兩個(或者多個)不同的手動力矩值在預(yù)定的、 優(yōu)選變化的時間段中是否低于各自對應(yīng)的閾值時，優(yōu)選當(dāng)這些手動力矩值中即使只有一個 超過相應(yīng)的閾值時已經(jīng)開始手動力矩的新的一系列的接連的測量(并因此開始一個新的時 間段)，使得對于識別缺少駕駛員活動不考慮之前的測量。此處要再次明確指出，并非強制 要求使用固定預(yù)定或者變化的時間段來關(guān)于其閾值檢查接連的手動力矩值的數(shù)值；更確切 地說，也可以規(guī)定手動力矩的接連的測量值的數(shù)量，其中，所述規(guī)定的數(shù)量也可以取決于車 輛的行駛速度。


在下文中參照附圖1至3簡短并強烈簡化地描述本發(fā)明的實施例。
具體實施方式
在圖1中非常概括地示出兩個可操縱的前輪Ia和Ib及其兩個后輪2a和2b。給 每個車輪la、lb、2a、2b分配一個轉(zhuǎn)數(shù)傳感器3，其信號輸送給電子控制單元ESP，在該控制 單元中另外構(gòu)造一個本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的電子的車輛穩(wěn)定程序。所述可操縱的前輪la、 Ib能夠通過本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣已知的齒桿轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4操縱，其抽象地示出的齒桿4a按照 箭頭方向5能夠橫向地轉(zhuǎn)移，以在前輪Ia或Ib設(shè)定期望的輪距角。車輛的駕駛員用其方 向盤4b引起齒桿4a的這種橫向轉(zhuǎn)移,該方向盤通過轉(zhuǎn)向軸4c和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)4d相應(yīng)地 作用到齒桿4a上，在轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中也可以集成例如電動的轉(zhuǎn)向助力裝置。在轉(zhuǎn)向軸4c 或者轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4的另一個合適的元件中集成轉(zhuǎn)矩傳感器6，用該轉(zhuǎn)矩傳感器可以測量駕駛 員用來保持或者扭轉(zhuǎn)方向盤4b的力矩或轉(zhuǎn)矩。所述力矩還被稱為手動力矩。
如在圖2中示出的，連續(xù)測量駕駛員在方向盤4b上的手動力矩的數(shù)值，也就是說，駕駛員用來保持或者至少些許扭轉(zhuǎn)方向盤的那個轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。將該測量值去除偏差，由此 得出以下使用的第一手動力矩值Mh，并且由該手動力矩值Mh通過根據(jù)時間求導(dǎo)確定所謂的 手動力矩梯度。通過低通濾波從最后提到的信號中去除高頻部分，由此得出以下使用的第 二手動力矩值Gh。
與之并行的，按照圖2，由連續(xù)借助轉(zhuǎn)數(shù)傳感器3測得的車輛車輪的轉(zhuǎn)數(shù)通過低通 濾波和其它運算步驟確定路面的粗糙度并由此確定代表路面的表面狀況的表面特性因數(shù) (存在于控制單元ESP中)，其對于當(dāng)前的前方路段的性質(zhì)是有代表性的。將其傳給另一個 電子控制單元ECU，在該控制單元中實施按照本發(fā)明的方法。根據(jù)當(dāng)前的表面特性因數(shù)，在 控制單元ECU中確定一個在

之前原則上闡述的用于手動力矩或第一手動力矩值Mh 的閾值Msw以及用于手動力矩梯度或第二手動力矩值Gh的(類似于原則上已經(jīng)闡述的)另一 閾值Gsw。這些閾值Msw和Gsw在電子控制單元E⑶中根據(jù)表面特性因數(shù)以表格形式存儲。
同樣與之并行的，查問車輛的行駛速度V是否高于最小值vmin，因為只有高于一個 例如為1. Okm/h的較小的速度才必須檢查駕駛員是否保持或操縱方向盤4b。如果是的話， 控制單元ECU以如圖3所示并且隨后闡明的那樣運行。
從時間點t=0出發(fā)，在左側(cè)所示的循環(huán)中首先檢查第一手動力矩值Mh是否小于相 應(yīng)的閾值Msw，而與此同時，在右側(cè)所示的循環(huán)中檢查第二手動力矩值Gh是否小于相應(yīng)的閾 值Gsw。所述檢查可以類似一個抓拍或者持續(xù)幾分之一秒的非常短的時間。如果這兩個并行 進(jìn)行的查詢得到了否定的回答，也就是說要么存在大于相應(yīng)閾值Msw的手動力矩Mh，要么存 在大于相應(yīng)閾值Gsw的手動力矩梯度Gh，這樣，相應(yīng)的計時器、(用于左側(cè)的循環(huán))或\ (用 于右側(cè)的循環(huán))保持在t=0的值。
但是如果這些平行進(jìn)行的查詢中的至少一個得到了肯定的回答，則相應(yīng)的計時器 、或\提高一個增量，然后檢查是否相應(yīng)的計時器已經(jīng)達(dá)到了最大值tmax。如果不是上述 情況，則重新查詢第一或第二手動力矩值Mh或Gh是否小于各自的閾值Msw或Gsw。
但是如果通過提高兩個計時器、或\之一，為計時器規(guī)定的最大值tmax已被超過 或被超過，則確定相應(yīng)的手動力矩值(Mh或Gh)太小。接著檢查是否另一個手動力矩值(也 就是說GH*MH)同樣太小。如果是的話，則給出如下警告有理由懷疑駕駛員沒有足夠牢固 地將方向盤4b握在手中。但是如果最后提到的查詢可以得到否定的回答，則如所描述地繼 續(xù)正在運行中的監(jiān)控。
當(dāng)然，目前根據(jù)附圖所描述的方法的多種變型也是可能的，其中，在附圖描述之前 已經(jīng)給出了多種可能性，以哪種方式可以構(gòu)造這些變型。該方法的詳細(xì)過程當(dāng)前也不是權(quán) 利要求之一的內(nèi)容，如已經(jīng)詳細(xì)描述的，要求保護(hù)的是用于所述手動力矩值(MH*GH)的所 述閾值(Msw或者Gsw)中的至少一個取決于表面狀況、特別是取決于路面的不平坦程度或路 面的粗糙度。
權(quán)利要求
1.一種用于識別在汽車的方向盤(4b)上缺少駕駛員活動的方法，其中，反復(fù)測量施加在方向盤(4b)上的駕駛員的手動力矩，并且對于在多個依次相繼的測量中手動力矩值(Mh、Gh)的數(shù)值不超過閾值(Msw、Gsff)的情況，推斷出缺少駕駛員的活動，其特征在于，閾值(Msw、Gsw)的數(shù)值取決于所行駛路面的表面狀況，特別是取決于所行駛路面的不平坦程度。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述路面的不平坦程度由在車輛的車輪懸掛中測得的垂直加速度推導(dǎo)得出。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述路面的不平坦程度由車輛的至少一個車輪的減速信號和/或加速信號推導(dǎo)得出。
4.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中使用測得的手動力矩的數(shù)值作為第一手動力矩值(MH)，其特征在于，將手動力矩的梯度看作其他的手動力矩值(GH)，其中，只對于在多個依次相繼的測量中不僅第一手動力矩值(Mh)的數(shù)值不超過取決于路面狀況的第一閾值(Msw)而且所述其他的手動力矩值或第二手動力矩值(Gh)不超過為其設(shè)置的第二閾值(Gsff)的情況，推斷出缺少駕駛員的活動。
5.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，下述時間段的大小取決于車輛的行駛速度，其中在該時間段中進(jìn)行手動力矩的多個依次相繼的測量，在持續(xù)低于閾值的情況下推斷出缺少駕駛員活動。
6.按照前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，對于所考慮的可選地不同的手動力矩值中的至少一個超過相應(yīng)的最小值的情況，開始手動力矩的新的一系列的多個依次相繼的測量，從而之前的測量不被考慮用于識別缺少的駕駛員活動。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，只有當(dāng)手動力矩值中的一個在某一持續(xù)時間期間連續(xù)超過該手動力矩值對應(yīng)的最小值時，才開始手動力矩的新的一系列的多個依次相繼的測量。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述最小值和/或所述某一持續(xù)時間的大小取決于所行駛路面的表面狀況，特別是取決于所行駛路面的不平坦程度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于識別在機動車的方向盤上缺少駕駛員活動的方法，其中，反復(fù)測量在方向盤上施加的駕駛員的手動力矩，并且對于在多個依次相繼的測量中手動力矩值的數(shù)值不超過閾值的情況，推斷出缺少駕駛員的活動。按照本發(fā)明，閾值的數(shù)值取決于表面狀況，特別是取決于所行駛路面的不平坦程度。所述路面的不平坦度可以由在車輛的車輪懸掛中測得的垂直加速度或者由車輛的至少一個車輪的減速信號和/或加速信號推導(dǎo)得出。此外，在在持續(xù)低于閾值的情況下推斷出缺少駕駛員活動之前，在一時間段內(nèi)進(jìn)行手動力矩的多個依次相繼的測量，所述時間段的大小可以取決于車輛的行駛速度。
文檔編號B60K28/06GK103025560SQ201180036169
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者D·加內(nèi)施 申請人:寶馬股份公司