[发明专利]用于保护驾驶员注意力的设备和方法

说明书

技术领域

此处实施例涉及一种在操控具有车道保持辅助系统的汽车时保护驾驶员注意力在转向任务上的设备，用于选择性地为转向系统提供叠加转向扭矩。特别涉及一种在操控具有车道保持辅助系统的汽车时保护驾驶员注意力在转向任务上的设备，用于选择性地为转向系统提供叠加转向扭矩，其中转向系统包括方向盘、小齿轮和扭力杆。

此处实施例进一步涉及一种在操控具有车道保持辅助系统的汽车时保护驾驶员注意力在转向任务上的方法，用于选择性地为转向系统提供叠加转向扭矩。特别涉及在一种在操控具有车道保持辅助系统的汽车时保护驾驶员注意力在转向任务上的方法，用于选择性地为转向系统提供叠加转向扭矩，其中转向系统包括方向盘、小齿轮和扭力杆。

背景技术

现代汽车的操控越来越智能，即，车辆能够越来越多地提供驾驶控制而减少驾驶员的干预。

这种系统的一个例子是所谓的车道保持辅助系统，其通过试图保持车辆在道路行车道的中心附近来减少驾驶负担从而帮助驾驶员。这种车道保持辅助系统通常施加叠加转向扭矩（overlaying steering torque）给车辆的转向系统，目的在于防止非本意的车道变换。

驾驶员有可能滥用这种车道保持辅助系统以保持在车道上而不触握方向盘，即，误将车道保持辅助系统作为自动驾驶仪。

配备这种车道保持辅助系统的车辆通常能够保持在道路行车道上一定时间，但这取决于例如路的形状。但车辆有可能在车道线处弹回，在车道线一侧或在车道线左右两侧的中间重复地碰触车道线。尽管上述驾驶行为不是必然意味着风险，但是其可能会导致不合适的车辆轨迹而令周围的车辆产生困惑。可能存在如果车道保持辅助系统最终由于譬如因丢失所跟踪的标志线的原因而未能阻止车道变换，那么车辆可能因驾驶员没有手握方向盘而进入相邻车道，从而造成不良状况。

因此，通常不期望减少驾驶员的警惕和注意力，即使在这些系统提供对车辆的部分或大部分控制情况下。通常，驾驶员必须保持他/她的手放在方向盘上，在任何情形要求之下准备接受对转向的控制。

因此，现有的此类系统通常具有判定驾驶员的手是否在方向盘上的功能。以上系统通过文献US2010228417已知，上述文献中涉及一种在车辆自动驾驶模式下判定车辆驾驶员是否把握方向盘的系统及方法。上述自动驾驶模式可通过一种意在保持车辆在道路行车道的中心附近的系统来提供。

文献US2010228417中的车辆包括电动转向（electric power steering，EPS）系统且可包括主动式前转向（active front steering，AFS）系统，上述两个系统中均包括为车辆的转向系统施加高频和低幅干扰信号的电机。上述高频和低幅干扰信号不会被车辆驾驶员感知也不会引起车辆转向，但是其可通过转向角度传感器检测到。

文献US2010228417所建议的方法从转向角度信号中减去转向角度命令信号且去除道路干扰，然后判定在转向角度传感信号中是否存在诱导干扰信号。如存在干扰信号，则系统认为车辆驾驶员没有手握方向盘。

文献US2010228417所建议的系统可导致发出关于车辆驾驶员没有手握方向盘的警告信号或提供某种类型声音或可见指示。检测仅在车辆处于自动或半自动驾驶模式下启动。通过开关执行所述启动，在系统处于自动或半自动驾驶模式时开关将被关闭。

发明内容

本文实施例在于提供一种在操控具有车道保持辅助系统的车辆过程中用于保护驾驶员注意力在驾驶任务上的改进的设备，其中所述车道保持辅助系统选择性地为转向系统施加叠加转向扭矩，其中转向系统包括方向盘、小齿轮（pinion）和扭力杆（torsion bar）。

通过提供如下设备实现，所述设备包括：用于在车道保持辅助系统施加叠加转向扭矩时测量小齿轮角度和扭力杆扭矩的装置；由所测量的小齿轮角度和扭力杆扭矩估算驾驶员施加扭矩的装置；基于所测量的扭力杆扭矩和所估算的驾驶员施加扭矩之间的关系计算松手度量（hands-off metric）的装置；基于所计算的松手度量与预定阈值之间的比较来判定松手（hands-off）的装置；在由车道保持辅助系统所提供的扭矩干预之间评估握持（hands-on）的装置；基于所判定的松手和所评估的握持来判定动作的装置；以及用于执行所判定的动作的装置。