用于在方向盘上的手检测的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于在方向盘(20)上的手检测的系统(1)。为了提供用于在方向盘上的手检测的可靠且具有低复杂度的装置，本发明专利技术提供了：该系统包括：‑从第一点(6.1)延伸到第二点(6.2)并沿着方向盘(1)的表面(1.1)的至少一部分布置的信号线(6)；以及‑与第一点(6.1)耦合的检测单元(9)；其中，检测单元(9)被配置为在信号线(6)上发送时间相关的检测信号、从信号线(6)接收反射信号并基于反射信号在表面(20.1)上检测手的存在。

A system for hand detection on the steering wheel

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在方向盘上的手检测的系统
本专利技术涉及一种用于在方向盘上的手检测的系统以及一种用于在方向盘上的手检测的方法。
技术介绍
在现代车辆中，可能有必要检测驾驶员是否将其手放在方向盘上(例如，为了确定驾驶员是否准备好进行转向动作)。转向助理可包括驾驶员在某些情况下使用的主动校正的可能性。例如，可以规定，仅当驾驶员将其手放在方向盘上时才致动转向辅助系统。在大多数国家，即使现代辅助系统在某些情况下能够安全地操作车辆，车辆在行驶时也必须由驾驶员控制，这是强制性的。为了识别至少一只手是否位于方向盘上，已经开发了几种概念。一种概念依赖于EPS系统，并在方向盘中引起低振幅振动。如果驾驶员的手放在方向盘上，则这具有能被检测的阻尼效果。但是，振动会分散驾驶员的注意力或打扰到驾驶员。其它系统使用专用传感器。一种这样的系统使用电阻传感器元件，其中两个导体在方向盘的表面下方间隔开地设置。如果在表面上施加一定的压力，则使导体进行接触。但是，致动传感器所需的压力量会使这种方法具有更低的可靠性。另一种方法使用电容传感器，该电容传感器通过对传感器产生的电场的影响来检测手。虽然这些传感器更可靠，但是它们大大增加了方向盘的复杂性。如果要检测手的位置，则尤其如此，这使得需要提供多个传感器，即每个表面位置一个传感器，以及用于每个单独传感器的检测电路。这种复杂性增加了成本，并使系统更容易出故障。
技术实现思路
本专利技术的目的因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于在方向盘上的手检测的装置，该装置可靠并且具有低的复杂度。至少由本专利技术的实施例解决的另一目的是检测一只或两只手在用于HMI应用的方向盘上的位置和运动。该问题是通过根据权利要求1的一种用于在方向盘上的手检测的系统和根据权利要求15的一种用于在方向盘上的手检测的方法解决的。本专利技术的概述本专利技术提供一种用于在方向盘上的手检测的系统。“在方向盘上的手检测”一般是指检测使用者的至少一只手是否在方向盘上。该系统包括从第一点延伸到第二点并沿着方向盘的表面的至少一部分设置的信号线。信号线可以是任何类型的电导体，例如在印刷电路板上或柔性基板上的导线或导体路径。通常，第一点和第二点不是必须是信号线的物理端，而可以是沿信号线的参考点。信号线沿着方向盘的表面的至少一部分设置。通常，它被设置在形成方向盘的物理表面的某个隔离衬里的下面，该物理表面被设计为可以被使用者触摸。特别地，方向盘的沿其布置信号线的部分可以是方向盘的外轮缘或边缘的一部分。通常，这将是被设计用于在方向盘的正常操作期间被使用者的至少一只手触摸的表面。优选地，第一点和第二点沿方向盘的圆周间隔开设置。方向盘当然属于车辆，通常是陆地车辆，例如汽车。然而，应用于诸如海上或空中车辆的其它车辆也在本专利技术的范围内。应当理解，方向盘的形状不必一定是圆形的，而可以例如是椭圆形的或对应整个圆的仅一部分。该系统还包括耦合到第一点的检测单元，其中该检测单元被配置为发送沿信号线行进的时间相关的检测信号，接收沿信号线行进的反射信号并根据反射信号检测手在表面上的存在。所述检测单元可以例如包括信号发生器、放大器、模数转换器、收发器、处理单元和执行所述功能所需的其它部件。应当理解，检测单元可以至少部分地由软件实现。检测单元耦合到第一点，这意味着它是电耦合的，但不一定是导电耦合的(conductinglycoupled)。例如，可以通过电场和/或磁场来实现耦合。无论哪种方式，检测单元都被配置为通过信号线发送检测信号(经由第一点)。当然，下文中提到的检测信号和其它信号是电信号。检测信号是时间相关的，即，它随时间变化，这包括在某些时间段内保持恒定的可能性。检测信号通常包括电磁波，该电磁波具有电动力学特性并且可以被传输线的不连续反射。检测信号沿信号线从第一点向第二点行进。通常，检测信号的一部分被反射，从而形成沿相反方向行进的反射信号。各个信号沿信号线的传播取决于信号线的(局部)阻抗。阻抗的任何变化都会引起反射。例如，如果使用者(驾驶员，飞行员等)的手靠近信号线，则这会影响局部阻抗，因此一部分检测信号被反射，从而对反射信号有贡献。取决于实施例，可以想到的是，如果不存在手，则反射信号为(几乎)零。检测单元被配置为接收反射信号(通常经由第一点)并且基于反射信号来检测表面上的手(即，至少一只手)的存在。该检测不应以限制的方式来解释，因为在所有情况下，检测单元都能够将手与任何其它物体区分开。相反，这意味着，如果手在表面上，则这将由检测单元检测到。在一些实施例中，即使手不在表面上但距表面非常短的距离，也可以检测到手。这种距离的长度，即“检测阈值”，取决于几个因素，例如检测信号的形状、信号线的几何结构、其与方向盘的表面的距离等。以其最简单的形式，检测单元仅被配置为检测手是否在表面上。通常，根据本专利技术的手检测基于时域反射法(TDR)测量。在一个非常简单的实施例中，检测单元可以通过将反射信号与“校准信号”(即，对应于在方向盘上没有手定位的反射信号)进行比较来检测手的存在。如果实际反射信号和校准信号之间的差高于某个阈值，则这可以解释为存在至少一只手。然而，如下面将要解释的，优选的是，对反射信号的分析更加详细。无论如何，根据本专利技术的检测所需的硬件是相对简单的。特别地，信号线可以低成本制造并且可以相对坚固。根据一个优选实施例，该系统包括：连接到地面的接地结构；以及设置成在第一和第二点之间将信号线与接地结构隔离的隔离器。接地结构可以是例如方向盘的金属框架、设置在信号线的隔离基板下方的金属箔、或者它可以是物理上类似于信号线的某种导线。可以理解，接地结构的存在通过定义“零”电势影响信号线的阻抗。接地结构(至少)在第一点和第二点之间与信号线隔离，以防止任何短路。当然，这是指系统的正常状态，即未损坏的状态。根据一个实施例，第二点连接到电端接器。这种电端接器的阻抗至少类似于信号线的阻抗，从而只要表面附近没有手(或其它物体)存在，就可以使反射最小化或抑制反射。它也可以称为终端阻抗。尽管有源终端在本专利技术的范围内，但是无源终端是优选的，因为它可以以较低的成本和更坚固的元件来实现。例如，电端接器可以是电阻器。特别地，第二点可以经由电端接器连接到接地结构。高度优选地，检测单元被配置为基于反射信号来确定手的位置。换句话说，检测单元不仅能够检测手是否在表面上，而且还可以检测在表面的哪一部分中。例如，如果信号线沿着方向盘的圆周布置，则检测单元可以被配置为确定手的角位置。取决于检测信号的性质，可以采用各种方法来确定位置。还优选地，检测单元被配置为基于反射信号来确定两只手在表面上的位置。这是可能的，因为即使检测信号的一部分由于阻抗变化而在一只手的位置处被反射，另一部分也会被传输并继续向第二点行进。如果遇到阻抗中的另一个不连续，则该信号将再次分为反射部分和传输部分。因此，总的反射信号包含有关两次反射的信息，因此也包含有关两只手的位置的信息。通常，检测信号可以是任何类型的时间相关的信号。特别地，它可以是脉冲信号。在该实施例中，检测单元通常发送单个脉冲，例如方脉冲，其在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在方向盘(20)上的手检测的系统(1)，包括/n-信号线(6)，其从第一点(6.1)到第二点(6.2)延伸并且沿着方向盘(20)的表面(20.1)的至少一部分设置；和/n-检测单元(9)，其耦合到所述第一点(6.1)；/n其中，所述检测单元(9)被配置为发送沿信号线(6)行进的时间相关的检测信号、接收沿信号线(6)行进的反射信号并且基于所述反射信号检测手在所述表面(20.1)上的存在。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171103 LU 1005091.一种用于在方向盘(20)上的手检测的系统(1)，包括
-信号线(6)，其从第一点(6.1)到第二点(6.2)延伸并且沿着方向盘(20)的表面(20.1)的至少一部分设置；和
-检测单元(9)，其耦合到所述第一点(6.1)；
其中，所述检测单元(9)被配置为发送沿信号线(6)行进的时间相关的检测信号、接收沿信号线(6)行进的反射信号并且基于所述反射信号检测手在所述表面(20.1)上的存在。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括：
-连接到地面的接地结构(8)；和
-设置成在第一点(6.1)和第二点(6.2)之间将信号线(6)与接地结构(8)隔离的隔离器(5)。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第二点(6.2)连接至电端接器(7、16)。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述检测信号是脉冲信号、扫频信号、或伪随机相移键控信号或伪随机信号。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述检测单元(9)被配置为基于所述反射信号确定手的位置。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述检测单元(9)被配置为基于所述反射信号确定两只手在所述表面(20.1)上的位置。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述信号线(6)以曲折形状沿着所述表面(20.1)设置。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述检测单元(9)被配置为基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·拉梅施，
申请(专利权)人：IEE国际电子工程股份公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU