本發明涉及一種檢測手和機動車輛方向盤接觸的方法和裝置。

背景技術：
駕駛員的手和方向盤之間是否存在接觸的檢測被簡稱為“手握放（hands-on-off）”檢測，考慮到復雜的駕駛輔助系統越來越多的普及（例如在車道保持輔助的情況下），該檢測變得日益重要。這些系統僅用于輔助駕駛員，但并不是設計用于取代不再對車輛有任何控制的駕駛員，尤其是如果駕駛員已經釋放車輛的方向盤時。然而，憑借輔助系統的存在，駕駛員尤其會忍不住以這樣的方式釋放方向盤。因此，出于安全理由，必須檢查駕駛員的至少一只手是否與方向盤接觸從而在必要時還能夠手動干預，或者是否不是這樣的情況。如果駕駛員不再與方向盤有任何接觸，則能采取不同的措施。例如，駕駛員可以接收光和/或聲警告，輔助系統可以關掉，可能存在一定延遲，或者可以通過受控制的方式自動制動車輛而同時保持車道并打開故障警告燈。在這方面，“手握放”檢測大致相當于“駕駛失知制動裝置（deadman’sswitch）”，該“駕駛失知制動裝置”已經從鐵路車輛部門公知很久并且應當由駕駛員以一定間隔操作，以確保駕駛員活著、是警覺的、并且可以對環境刺激作出反應。駕駛員的至少一只手是否放在方向盤上的檢測在駕駛員進行主動轉向運動的那些情況下是簡單的。這樣的轉向運動可以通過如今對其它駕駛動態系統來說是強制性的轉向角和轉向力傳感器進行檢測。然而，如果必須無相對大的手動轉向干預，例如在相對長的直道上或者利用自動轉向輔助系統時，這會變得更加困難。在這些情況下，例如只有駕駛員的手指可能在操縱方向盤。無論如何，以非常可靠的方式實現“手握放”檢測是有必要的。例如，即使在直道上利用手指對方向盤的輕微操縱也應當能夠被檢測為“手握住”狀態。DE10121693C2號專利文獻公開了基于共振電路中電容的改變（接近開關的原理）利用電子電路檢測方向盤上的駕駛員的手的實踐。然而，根據該專利文獻，這樣的接近開關需要大體上可以整合在方向盤加熱器的電熱絲中的附加電極。然而，對于機動車輛而言，方向盤加熱器并不是尤其普遍的設備特征。而且，電容傳感器總體上是相對不可靠的，并且通常不能確定手實際上是與方向盤接觸還是手僅在后者的附近。

技術實現要素：
針對以上背景技術，本發明的目的是提供一種檢測手和機動車輛方向盤接觸的方法和裝置，該方法或裝置使在不需要附加硬件的情況下以尤其可靠的方式區分“手握住”和“手放開”狀態成為可能。上述目的通過以下技術方案實現。本發明的有利的改進在從屬權利要求中進行說明。根據本發明的方法適合用于選擇性地施加轉向力的驅動器和測量當前轉向力和/或轉向角的傳感器與方向盤關聯的車輛中。當今這樣的驅動器通常已經作為轉向力輔助（動力輔助轉向）和通過輔助系統（例如車道保持輔助）進行轉向干預的標準提供。對應的轉向角和/或轉向力傳感器也已經作為傳統車輛中的標準規范性地實施。在根據本發明的方法的范圍內提供以下步驟：a）驅動器將測試脈沖圖形傳遞給方向盤；b）轉向力傳感器和/或轉向角傳感器測量方向盤運動對測試脈沖圖形的反應；以及c）利用方向盤運動的反應判定駕駛員的至少一只手是否與方向盤接觸。本發明基于這樣的事實：與“握住”方向盤相比，在不與駕駛員的至少一只手接觸的不受約束的方向盤情況下，由測試脈沖引起的轉向角擾動產生不同反應。如果步驟c）沒有檢測出駕駛員的至少一只手與方向盤接觸，那么本發明的有利的改進可以規定最好利用更強和/或更長的測試脈沖圖形要再次執行所述方法，并且規定所述方法只有在預先確定次數的反復之后，優選在前三次反復之后，判定駕駛員的手沒有與方向盤接觸。這是一種升級策略（escalationstrategy）。該升級策略使得首先用最低可能的強度傳遞測試脈沖圖形成為可能，其結果是不會或者幾乎不會被駕駛員感知到。然而，由于該強度可能不足以區分只是非常“松散地”握住的方向盤和已經釋放的方向盤，所以每次利用更高的測試信號強度和/或持續時間重復檢查若干次，例如至少三次。只有當甚至在更高的強度的情況下方向盤運動沒有被駕駛員阻礙時，才認為已經檢測到“手放開”狀態。只要轉向角傳感器和/或轉向力傳感器檢測出可以歸因于駕駛員的方向盤運動的轉向運動和/或轉向力，就最好盡早中斷上述檢測方法。在這種情況下，確定至少一只手與方向盤接觸。作為選擇地或附加地，還可以假設設置在方向盤上的控制元件（例如按鈕或指示器開關）的操作是駕駛員的至少一只手至少充分接近方向盤的指示。如上已經提到的那樣，通過以下方式形成關于信號分布曲線和振幅的測試脈沖圖形：它們不會過早地影響轉向角，和/或至少在所述方法的第一次運行過程中測試脈沖圖形的施加實質上不會被駕駛員感知到。測試脈沖圖形最好由周期信號形成，該周期信號具有在兩個轉向方向上都實質上對稱的信號分布曲線。在最簡單的情況下，其可以是具有正和負振幅的兩個短的方波信號剖面（signalsection），但也可以想到是超過一個或多個周期的正弦信號。如果測試信號是周期性的，測試脈沖圖形的頻率最好可以實質上對應于沒有被駕駛員的手抑制的方向盤的扭轉振動的共振頻率。在該情況下，由于最初共振系統被駕駛員的動作“去諧（detuned）”，可以以尤其選擇性的方式進行期望的檢測。本發明還公開了一種檢測手和車輛方向盤接觸的裝置，用于選擇性地施加轉向力的驅動器和用于測量當前轉向力和/或轉向角的傳感器與方向盤關聯，其中，所述裝置具有設計為執行本發明所述的上述方法的控制單元。附圖說明利用附圖、通過以下實施例詳細說明本發明，附圖中：圖1表示具有驅動器輔助的轉向系統的基本輪廓，以及圖2表示根據本發明的檢測方法的一個可能的實施方式的示意性流程圖。具體實施方式根據圖1，具有機電轉向力輔助的機動車輛的典型轉向系統具有方向盤12，方向盤12通過轉向齒輪16以公知的方式將方向盤12的轉動轉換成轉向桿18的平移運動，其結果是施加轉向力FL并且以速度使轉向桿18偏轉距離xz。通過放置在轉向齒輪16附近的電動機14輔助轉向運動，通過車輛用蓄電池20對轉向運動提供能量，并且可以通過電子控制單元（ECU）10以無級變量的方式控制轉向運動。特別基于包含當前方向盤扭矩ML、絕對方向盤角和方向盤角速度δL、的傳感器參數實現控制；對應的傳感器系統由22表示。通常不會直接測量得到方向盤角速度而是通過微分從方向盤角δL得到。即使電動機14主要設計用于施加附加的轉向扭矩從而輔助駕駛員，由電動機14施加的扭矩也影響方向盤12。因此，電動機14可以用于生成測試脈沖圖形，然后分析其對方向盤運動的影響。其可以是短的、單獨的脈沖，例如方波脈沖。所以該脈沖不會導致任何不期望的絕對轉向角改變，無論如何，利用在兩個轉向方向都影響轉向鎖的周期脈沖圖形是有利的，其結果是測試脈沖的影響得到平均。利用轉向力和/或轉向角傳感器22檢測測試脈沖的影響，在這種情況下，由于優選用作測試信號的輕微偏轉的關系，轉向角傳感器最好具有非常低的分辨率，其結果是評價主要通過轉向力傳感器實現。測量的對測試信號圖形的反應根據方向盤12的轉動是否通過與駕駛員的至少一只手接觸而抑制或方向盤系統是否可以自由振動而不同。在后一種情況下，測到的響應測試信號的轉向力將高于前一種情況。因此可以從中辨別是否存在手握住狀態。由于可以通過適合的信號處理（例如傅立葉分析）以有目的的方式檢查對測試信號的反應的方向盤信號，檢測大體上是非常耐用的并且很大程度上不受擾動影響。圖2示意性地示出根據本發明的方法的可能的順序，在這種情況下，如果有用的話還可以省略或以另一順序進行個別步驟。以公知的方法將對應步驟實施為電子控制單元（ECU）10內部的軟件算法，控制單元明顯還能夠同時完成其它控制任務。程序在步驟30從手握住-手放開檢測開始，步驟32首先生成短的第一測試脈沖，例如頻率盡可能接近轉向系統的無衰減固有扭轉頻率的一個周期的正弦波。該頻率典型地高到對車輛的轉向或路線不產生可感知的影響。然后（或同時，根據測試脈沖的持續時間和速度）步驟34分析由轉向力傳感器測量的轉向力信號是否具有對應于可以假設方向盤已經釋放的測試信號的這樣高的振幅。如若不然，檢測已經完成并且在步驟46結束，表明是手握住狀態。通過以方向盤系統的自然頻率傳遞測試信號進行檢測的優勢在于，對于被駕駛員的至少一只手“去諧”的方向盤，產生被抑制的振動，然后駕駛員不那么清晰地感覺到被抑制的振動，反之，對于不受約束的方向盤，振動較強，但由于缺乏觸覺的方向盤接觸，駕駛員沒有以受干擾的方式感覺到振動。如果在步驟34沒有檢測出手握住狀態，那么在步驟36生成更強的第二測試脈沖，并且再次分析響應信號的反應（步驟38）以驗證相反結果。如果依然不可能清晰地檢測到手握住，那么因此在步驟42生成甚至更強的第三測試脈沖作為額外增補，并且在步驟44檢查對所述脈沖的反應。如果在這里也沒有找到手與方向盤接觸的指示，那么步驟48最終檢測出手放開狀態，然后這會導致在不同車輛系統中的如開始所說明的光和/或聲駕駛員警告或者干擾。如步驟40所示，只要檢測出駕駛員的主動轉向脈沖，就同樣立即結束檢測并檢測出手握住狀態。為了清楚起見，這僅為步驟38作出明確說明；最好在任何時候進行用于提前終止檢查的對應監控。總體上，不需要永久進行上述手握住-手放開檢測。典型地，檢查之間的10s的間隔滿足許多應用，其結果是：如果短暫地釋放方向盤，那么還沒直接進行測量，這種測量會使駕駛員感覺到屈尊。在每一種情況下，還可以在各個升級步驟之間插入幾秒的暫停，其結果是在檢測出手放開狀態之前總有幾秒流逝。由于在升級的過程中強化測試信號圖形這樣的事實，如果正確地使用方向盤，那么對于駕駛員來說總是相當弱的、可感知的第一測試信號。在升級過程中較強測試信號可能會更加清晰地被注意到；然而，另一方面，由于這樣的升級很少發生，因此幾乎不會激怒駕駛員。