[发明专利]用于确定警觉状态的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于确定汽车驾驶员的警觉状态的方法和装置。

为了通过识别汽车驾驶员的不专注或疲劳而提高道路交通安全性，实施一种用于确定汽车驾驶员的警觉状态(即专注度)的方法。所述方法的目的在于，通过检测汽车驾驶员的异常行为并且使其对此注意，来提高道路交通的安全性。在此，例如由于不专注或疲劳而产生所述异常行为。疲劳多数如此影响汽车驾驶员的反应能力，使其对某种行驶状况的反应或反制缓慢、迟缓和/或不确定。

EP 1 257 202B1公开了一种用于在行驶中向汽车传送脉冲或冲激(Impulse)的方法。在此，所述冲激借助一个或多个触发器触发，其中，驾驶员通常对冲激的反应是本能和下意识的。在此，冲激被传送至方向盘(或者其它通常与驾驶员接触的部件)。此外，通过一个或多个传感器检测驾驶员的响应，例如通过转向角传感器、扭矩传感器、加速力传感器或眼球运动传感器。所述文献还公开了，对比所述冲激和响应，从而推断驾驶员的沉着度，其中，所述沉着度与冲激和响应之差成反比例。为此，所述文献公开了能够以两种不同形式检测汽车驾驶员的沉着度。在第一种可选方式中，将冲激与响应之差在确定时间段内求积分。积分结果越小，则汽车驾驶员对干扰的反应越快。在第二种可选方式中，对横向离心力的幅度进行评估。此外，可以确定驾驶员的反应时间作为两个不同时间点之间的时间差，其中，当冲激超过预设阈值时得出第一时间点T1，并且当反应超过第二预设阈值时得出第二时间点。在此其缺点在于，为了确定反应时间而对第一和第二时间点基于阈值的检测无法抵御噪声。例如由前述传感器产生的检测噪声会造成错误识别汽车驾驶员的反应时间。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于确定汽车驾驶员的警觉状态的方法和装置，所述方法和装置可以实现优化地、特别是可靠地确定警觉状态。

所述技术问题通过独立权利要求1和10的特征解决。本发明其它有利的设计方案由从属权利要求得出。

在此提供一种用于确定汽车驾驶员的警觉状态的方法。在该方法中产生噪声信号并且在汽车的转向装置、尤其是转向柱上施加取决于噪声信号的附加力矩。在此，噪声信号是人造信号。该噪声信号优选为零平均值的信号。此外，该噪声信号优选是偶然信号或虚拟偶然信号。噪声信号还优选地具有较小的幅值，其中，较小的振幅不会或仅仅次要地影响汽车的转向动作和行驶行为。在此，噪声信号例如由例如机电式转向装置的转向控制器产生。当然，该噪声信号也能由其它的、优选在汽车中现有的控制单元产生。为了在转向柱上施加附加力矩还存在多个备选方案。在机电式转向装置中，伺服马达向转向齿条或转向柱施加辅助力矩，本发明所述附加力矩便可以在所述机电式转向装置中借助伺服马达产生。为此，噪声信号例如可以叠加在伺服力矩的额定值上。在此，伺服力矩的额定值理解为例如伺服马达应该施加在转向齿条上的值。附加力矩备选地也能够借助用于产生附加力矩的单元产生并且直接地或间接地、例如借助传动机构，施加在转向柱上。可以设想的是，例如转向装置包括另一个仅用于产生附加力矩的伺服马达。同样可以设想的是，必要时使用伺服转向装置的液压执行器来产生附加力矩。

在此，附加力矩能够直接或间接地施加在转向柱上。在此，间接施加意味着附加力矩也能够被施加在与转向柱机械连接的转向元件上。例如，附加力矩能够被施加在与汽车可转向的车轮相连的转向齿条上。在此，转向齿条与转向柱机械连接，主要用于向转向齿条传递汽车驾驶员的转向动作。由于这种机械连接，可以从转向齿条向转向柱传递附加力矩，并且例如能够通过方向盘被汽车驾驶员在触觉上感知。但是，附加力矩也能够如此施加在转向装置上，使得虽然改变了汽车行驶状态，却不会感觉到通过转向柱作用在方向盘上的触觉反馈。

此外，噪声信号的时间曲线被保存。所述噪声信号的时间曲线例如能够被保存在存储单元和/或转向控制器中。

汽车驾驶员在触觉上感觉到取决于噪声信号的和施加在转向柱上的附加力矩，并且尝试通过自觉的，也就是下意识的反应去抵消该附加力矩。当附加力矩仅改变汽车行驶状态而不产生触觉回馈时也适用。在此，汽车驾驶员也将自觉尝试去抵消这种变化。在此用反应信号反映汽车驾驶员用于抵消附加力矩的反应。按照本发明确定所述汽车驾驶员的反应信号。在此，由手动力矩、偏转率、转向角、转向角速度、伺服马达的转子位置和其它状态值所组成的一组状态值中的至少一个状态值可以确定反应信号。该反应信号优选地确定为汽车驾驶员借助方向盘施加在转向柱上的手动力矩。在此，该手动力矩通过转向力矩传感器测取。反应信号的时间曲线也例如能够保存在存储单元和/或转向控制器中。