用于检测方向盘接触的系统和方法技术方案

本文公开了描述用于检测操作者与车辆的方向盘的接触的系统和方法的系统和方法。所述系统可以包括：方向盘、耦接到所述方向盘的驱动马达以及控制所述驱动马达的操作的驱动马达控制器。所述驱动马达控制器可以检测所述操作者与所述方向盘之间的接触。在一个方面，所述系统和方法可用来在没有检测到所述操作者与所述方向盘的接触时向所述车辆的所述操作者发出警报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测方向盘接触的系统和方法
技术介绍
叠加转向系统的特征在于由驾驶员输入的转向角可以具有由致动器叠加在其上的另一角度。DE101,313A1公开了一种叠加传动装置(gearing)，该叠加传动装置被布置在连接到方向盘的输入轴与连接到转向齿轮的输出轴之间。WO2007/009420A1描述了一种用于叠加转向系统的叠加传动装置，其中用于叠加转向系统的致动器被布置在方向盘中。此处，致动器形成为单独的模块。叠加转向系统例如用于所谓动态转向系统中，其中转向角的叠加以速率相关的方式发生。随着越来越多的车辆被制造成包括先进驾驶辅助系统，车辆可能需要检测驾驶员的手是否在方向盘上，以确定将车辆控制权交还给驾驶员是否安全。因此，在本领域中需要可靠地检测驾驶员的手与方向盘之间的接触的系统和方法。
技术实现思路
各种实施方式包括一种使用主动转向系统用于检测操作者与车辆的方向盘的接触的系统。所述系统可以包括：方向盘；耦接到方向盘的驱动马达；以及可以控制驱动马达的操作的驱动马达控制器。驱动马达控制器可以检测操作者与方向盘之间的接触。驱动马达控制器可以通过首先产生驱动信号并将其传送到驱动马达以向方向盘施加力来实现检测。施加力可以包括施加至少一个电流脉冲。然后，驱动马达控制器可以测量由驱动马达上源自操作者对驱动马达施加的力的反作用(reaction)的反电动势(反EMF)产生的电流。测量由反EMF产生的电流可以周期性进行，例如约百分之一毫秒一次。接着，驱动马达控制器可以将电流与预定义电流范围进行比较。电流范围可以包括从大约1安培(包括)到大约4安培(包括)的电流值。最后，驱动马达控制器可以根据预定义电流范围和电流的比较来确定操作者和方向盘之间是否存在接触。驱动马达可以操作地连接到旋转方向盘的一个或多个齿轮。驱动马达可以集成到方向盘基座中并与其成一整体。驱动马达可以是主动转向系统的部件。此外，驱动马达可以被安置成邻近方向盘的气囊的转向簧圈(clockspring)壳体。驱动马达控制器可以通过调节到驱动马达的功率来控制驱动马达的操作。驱动马达控制器可以将驱动马达上的反EMF与电流值相关联。驱动马达控制器可以是主动转向系统的部件。所述确定可以电子地传送到自主驾驶系统、巡航控制系统和安全系统中的一个或多个。作为确定的结果，可以采取至少一个动作。至少一个动作可以包括向车辆的操作者发送警报。警报可以包括显示给操作者的视觉信号。警报可以包括广播给操作者的音频信号。警报可以包括机械地施予且可由操作者的身体接收的振动信号。在一些实施方式中，如果车辆的速度大于预定义速度阈值，则驱动马达控制器向方向盘施加第一力。如果车辆的速度小于预定义速度阈值，则驱动马达控制器向方向盘施加第二力，其中第一力小于第二力。并且，在某些实施方式中，如果方向盘正以大于预定义角速度阈值的角速度旋转，则驱动马达控制器向方向盘施加第一力。并且，如果方向盘正以小于预定义角速度阈值的角速度旋转，则驱动马达控制器向方向盘施加第二力，其中第一力大于第二力。在各种实施方式中，所述系统可以使用以下参数中的一个或多个来选择用于检测操作者与方向盘的接触的测试力的量值和/或为操作者提供转向辅助力：车辆速度、车辆加速度、方向盘的角速度、车辆的偏航率、车辆的前束角、车辆的外倾角、车辆的后倾角、车辆的任何一个车轮的角度、包括乘客和/或货物的重量在内的车辆的重量、窗户/天窗/敞篷车顶部开/关状态、外部道路环境(例如，路面材料、路面结构状况、雪/雨/冰的存在、道路几何形状(例如，倾斜、车道数量、车道类型(例如通行/禁止通行、接近、转弯车道))、周围障碍物(例如永久性的-桥梁、隧道、支墩、周围或临近的交通(例如音量、接近度、相对动力学))和/或内部驾驶舱环境(例如，驾驶员状态(例如，身份、年龄、能力、健康、损伤类型/水平、警觉性)、乘员的数量和乘员的状态)。在本公开的另一方面，描述了一种用于检测操作者与车辆的方向盘的接触的方法。所述方法可以包括：由驱动马达控制器产生驱动信号并将其传送到驱动马达，以向方向盘施加力。驱动马达可以耦接到方向盘，并且驱动马达控制器可以控制驱动马达的操作。所述方法还可以包括测量由驱动马达上源自操作者对驱动马达施加的力的反作用的反电动势(反EMF)产生的电流。可以周期性测量电流，例如大约百分之一毫秒一次。所述方法还可以包括由驱动马达控制器将电流与预定义电流范围进行比较。电流范围可以包括从大约1安培(包括)到大约4安培(包括)的电流值。最后，所述方法可以包括由驱动马达控制器根据预定义电流范围和电流的比较来确定操作者和方向盘之间的接触。驱动马达可以操作地连接到旋转方向盘的一个或多个齿轮。驱动马达可以被安置成邻近方向盘基座。驱动马达可以是主动转向系统的部件。此外，驱动马达可以被安置成邻近方向盘的气囊的转向簧圈壳体。驱动马达控制器可以通过调节到驱动马达的功率来控制驱动马达的操作。驱动马达控制器可以将驱动马达上的反EMF与电流值相关联。驱动马达控制器可以是主动转向系统的部件。所述确定可以电子地传送到另一车辆系统，例如自主驾驶系统、巡航控制系统和/或安全系统。作为确定的结果，可以采取至少一个动作。至少一个动作可以包括向车辆的操作者发送警报。警报可以包括显示给操作者的视觉信号、广播给操作者的音频信号和/或机械地施予且可由操作者的身体接收的振动信号。如果车辆的速度大于预定义速度阈值，则驱动马达控制器向方向盘施加第一力。如果车辆的速度小于预定义速度阈值，则驱动马达控制器向方向盘施加第二力，其中第一力小于第二力。如果方向盘正以大于预定义角速度阈值的角速度旋转，则驱动马达控制器向方向盘施加第一力。如果方向盘正以小于预定义角速度阈值的角速度旋转，则驱动马达控制器向方向盘施加第二力，其中第一力大于第二力。在各种实施方式中，所述方法可以使用以下参数中的一个或多个来选择用于检测操作者与方向盘的接触的测试力的量值和/或为操作者提供转向辅助力：车辆速度、车辆加速度、方向盘的角速度、车辆的偏航率、车辆的前束角、车辆的外倾角、车辆的后倾角、车辆的任何一个车轮的角度、包括乘客和/或货物的重量在内的车辆的重量、窗户/天窗/敞篷车顶部开/关状态、外部道路环境(例如，路面材料、路面结构状况、雪/雨/冰的存在、道路几何形状(例如，倾斜、车道数量、车道类型(例如通行/禁止通行、接近、转弯车道))、周围障碍物(例如永久性的-桥梁、隧道、支墩、周围或临近的交通(例如音量、接近度、相对动力学))和/或内部驾驶舱环境(例如，驾驶员状态(例如，身份、年龄、能力、健康、损伤类型/水平、警觉性)、乘员的数量和乘员的状态)。额外优点将在以下的具体实施方式部分阐述，或者可以通过实践来了解。所述优点将通过所附权利要求中特别指出的元件和组合来实现和获得。应了解，上文的一般性描述及下文的具体实施方式两者对于所主张专利技术而言仅为示例性和说明性而非限制性。附图说明下文基于多个示例性实施方式参考附图更详细阐述本专利技术。图1示出了方向盘基座的示例性实施方式的分解图，其中该方向盘基座具有集成的壳体构成部分和叠加传动装置的传动元件；图2A示出了来自图1的布置，其中传动元件插入方向盘基座中；图2B示出了根据另一实施方式的改进布置，其示出了方向盘基座背离驾驶员的一侧；图3示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测操作者与车辆的方向盘的接触的系统，所述系统包括：方向盘；驱动马达，其耦接到所述方向盘；和驱动马达控制器，其控制所述驱动马达的操作；其中所述驱动马达控制器：产生驱动信号并将其传送到所述驱动马达以向所述方向盘施加力，测量由所述驱动马达上源自所述操作者对所述驱动马达施加的力的反作用的反电动势(反EMF)产生的电流，将所述电流与预定义电流范围进行比较，响应于所述电流大于所述预定义范围，确定所述操作者与所述方向盘之间的接触，和响应于所述电流小于所述预定义范围或在其内，确定所述操作者与所述方向盘之间接触不充分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 US 15/010,8121.一种用于检测操作者与车辆的方向盘的接触的系统，所述系统包括：方向盘；驱动马达，其耦接到所述方向盘；和驱动马达控制器，其控制所述驱动马达的操作；其中所述驱动马达控制器：产生驱动信号并将其传送到所述驱动马达以向所述方向盘施加力，测量由所述驱动马达上源自所述操作者对所述驱动马达施加的力的反作用的反电动势(反EMF)产生的电流，将所述电流与预定义电流范围进行比较，响应于所述电流大于所述预定义范围，确定所述操作者与所述方向盘之间的接触，和响应于所述电流小于所述预定义范围或在其内，确定所述操作者与所述方向盘之间接触不充分。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述方向盘包括方向盘基座，且所述驱动马达被安置成邻近所述方向盘基座。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动马达操作地连接到旋转所述方向盘的一个或多个齿轮。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动马达控制器通过调节到所述驱动马达的功率来控制所述驱动马达的所述操作。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动马达控制器将所述驱动马达上的所述反EMF与电流值相关联。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述电流范围在1安培与4安培之间。7.根据权利要求1所述的系统，其中测量是周期性执行的。8.根据权利要求7所述的系统，其中周期性为百分之一毫秒一次。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动马达是主动转向系统的部件。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述驱动马达控制器是所述主动转向系统的部件。11.根据权利要求1所述的系统，其中施加力包括施加至少一个电流脉冲。12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中所述驱动马达控制器将所述确定传送到自主驾驶系统、巡航控制系统和/或安全系统。13.根据权利要求12所述的系统，其中作为所述确定的结果，采取至少一个动作。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述至少一个动作包括向所述车辆的所述操作者发送警报。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述警报包括显示给所述操作者的视觉信号。16.根据权利要求14所述的系统，其中所述警报包括广播给所述操作者的音频信号。17.根据权利要求14所述的系统，其中所述警报包括振动信号，所述振动信号机械地施予且可由操作者的身体接收。18.根据权利要求1所述的系统，其中如果所述车辆的速度大于预定义速度阈值，则所述驱动马达控制器向所述方向盘施加第一力，并且如果所述车辆的所述速度小于所述预定义速度阈值，则所述驱动马达控制器向所述方向盘施加第二力，其中所述第一力小于所述第二力。19.根据权利要求1所述的系统，其中如果所述方向盘正以大于预定义角速度阈值的角速度旋转，则所述驱动马达控制器向所述方向盘施加第一力，并且如果所述角速度小于所述预定义角速度阈值，则所述驱动马达控制器向所述方向盘施加第二力，其中所述第一力大于所述第二力。20.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动马达被安置成邻近所述方向盘的气囊的转向簧圈壳体。21.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动马达控制器接收所述车...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·马圭尔，M·格罗斯贝克，
申请(专利权)人：均胜安全系统收购有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US