本發(fā)明總體上涉及用于檢測駕駛員是否正握持車輛的方向盤的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于當(dāng)車輛處于自動駕駛、半自動駕駛或手動駕駛模式時確定車輛駕駛員是否正握持車輛的方向盤的系統(tǒng)和方法，包括利用被動和主動手握持/手脫離檢測技術(shù)兩者，這兩種技術(shù)均測量扭矩和轉(zhuǎn)向角并且分析轉(zhuǎn)向振蕩的頻率響應(yīng)以確定駕駛員是否正握持方向盤。

背景技術(shù)：

汽車工業(yè)一直不斷做出努力以增強車輛的乘員、尤其是駕駛員的舒適性和安全性。這些努力產(chǎn)生了各種技術(shù)，諸如高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）和電子穩(wěn)定性控制（ESC）系統(tǒng)。一些類型的ADAS是自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、車道保持輔助（LKA）系統(tǒng)和車道居中控制（LCC）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。另一方面，ESC系統(tǒng)使用計算機化的技術(shù)，該技術(shù)通過檢測并防止不穩(wěn)定狀況來改進(jìn)車輛操縱。

另一種類型的ADAS是主動前輪轉(zhuǎn)向（AFS）系統(tǒng)，其向方向盤的角運動增加或減去轉(zhuǎn)向分量以便減少旋轉(zhuǎn)方向盤所需的駕駛員努力和/或加強駕駛員轉(zhuǎn)向以改進(jìn)車輛的安全性和穩(wěn)定性。因此，所得的轉(zhuǎn)向角或扭矩包括駕駛員做出的轉(zhuǎn)向輸入和由主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)貢獻(xiàn)的分量。

已經(jīng)開發(fā)了自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，其中系統(tǒng)不僅維持設(shè)定速度，而且其也將在利用諸如雷達(dá)和攝像機的各種傳感器檢測到更慢地運動的前方車輛的情況下自動使車輛減速。某些現(xiàn)代車輛還提供半自動泊車，其中車輛將自動地提供用于泊車的轉(zhuǎn)向控制。車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)提供另一種類型的先進(jìn)的能力，該系統(tǒng)在處于會影響車輛穩(wěn)定性的狀況（諸如如果駕駛員做出急轉(zhuǎn)彎（harsh steering change）或以過高速度進(jìn)入彎道）下進(jìn)行干預(yù)。此外，已經(jīng)證明完全自主的車輛能夠在模擬城市或公路交通中行駛，遵守所有的道路規(guī)則。

上文所描述的系統(tǒng)通過減少駕駛負(fù)擔(dān)來輔助駕駛員。不過，通常不期望降低駕駛員的警惕性和專注度，即使當(dāng)這種系統(tǒng)正提供車輛的控制中的一些或大部分時也是如此。通常需要駕駛員保持他/她的手放在方向盤上，并準(zhǔn)備好只要狀況需要時就接管轉(zhuǎn)向控制。無論在手動轉(zhuǎn)向模式還是系統(tǒng)輔助轉(zhuǎn)向模式中，均需要快速且可靠地確定駕駛員的手是否在方向盤上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了用于確定車輛駕駛員是否握持車輛的方向盤的系統(tǒng)和方法。車輛將包括電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)，并且可以包括主動前輪轉(zhuǎn)向（AFS）系統(tǒng)。車輛可以進(jìn)一步包括諸如車道居中控制（LCC）或者車道保持輔助（LKA）的自動或半自動駕駛特征。系統(tǒng)包括被動檢測技術(shù)，其監(jiān)測轉(zhuǎn)向扭矩和轉(zhuǎn)向角信號、根據(jù)測得的數(shù)據(jù)確定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的振蕩的諧振頻率，并且將諧振頻率與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的已知自然頻率相比較以做出手握持/手脫離判定。如果被動技術(shù)產(chǎn)生低于特定置信度閾值的結(jié)果，則采用主動技術(shù)，該主動技術(shù)提供轉(zhuǎn)向角擾動信號并且測量頻率響應(yīng)，其中擾動信號具有基于被動技術(shù)的結(jié)果確定的頻率、振幅和持續(xù)時間。大于閾值的測得的轉(zhuǎn)向扭矩也被視為駕駛員握持方向盤的直接指示。

結(jié)合附圖從以下描述和所附權(quán)利要求中將顯而易見到本發(fā)明的額外特征。

本發(fā)明還公開了以下技術(shù)方案：

方案1. 一種用于確定駕駛員是否正握持車輛的方向盤的方法，所述方法包括：

提供來自所述車輛上的轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)和來自所述車輛上的轉(zhuǎn)向角傳感器的轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)；

利用微處理器執(zhí)行被動手握持/手脫離檢測過程，從而產(chǎn)生初步手握持/手脫離狀態(tài)；

確定所述初步手握持/手脫離狀態(tài)的置信度水平；

如果所述置信度水平超過置信度閾值，則將最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成等于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)；以及

如果所述置信度水平未超過所述置信度閾值，則利用所述微處理器執(zhí)行主動手握持/手脫離檢測過程，其中所述主動手握持/手脫離檢測方法確定最終手握持/手脫離狀態(tài)，所述主動手握持/手脫離檢測過程包括基于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)建立轉(zhuǎn)向擾動的頻率、振幅和持續(xù)時間，以及由電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）馬達(dá)將所述轉(zhuǎn)向擾動施加于所述車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

方案2. 根據(jù)方案1所述的方法，其中，執(zhí)行被動手握持/手脫離檢測過程包括：

將帶通濾波器在第一特定頻率下應(yīng)用于所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

將帶通濾波器在第二特定頻率下應(yīng)用于所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

針對預(yù)定的持續(xù)時間的時間窗口選擇所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

針對所述時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的主要諧振頻率；以及

通過比較所述主要諧振頻率與所述第一特定頻率和所述第二特定頻率，確定所述初步手握持/手脫離狀態(tài)。

方案3. 根據(jù)方案2所述的方法，還包括將轉(zhuǎn)向扭矩值與轉(zhuǎn)向扭矩閾值相比較，并且如果所述轉(zhuǎn)向扭矩值大于或等于所述轉(zhuǎn)向扭矩閾值，則將轉(zhuǎn)向超越控制值設(shè)定成等于是，并且確定所述車輛駕駛員正握持所述方向盤。

方案4. 根據(jù)方案2所述的方法，其中，所述第一特定頻率等于所述駕駛員未握持所述方向盤的情況下的已知轉(zhuǎn)向系統(tǒng)諧振頻率，并且所述第二特定頻率等于所述駕駛員握持所述方向盤的情況下的已知轉(zhuǎn)向系統(tǒng)諧振頻率。

方案5. 根據(jù)方案2所述的方法，其中，確定所述初步手握持/手脫離狀態(tài)的置信度水平包括，如果所述主要諧振頻率在預(yù)定時間段中保持在所述第一特定頻率或所述第二特定頻率的預(yù)定頻率范圍內(nèi)，則將所述置信度水平設(shè)定成超過所述置信度閾值。

方案6. 根據(jù)方案1所述的方法，其中，執(zhí)行主動手握持/手脫離檢測過程包括：

基于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)建立所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率、振幅和持續(xù)時間，

基于車輛速度和發(fā)動機速度修改所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率和振幅；

利用所述EPS馬達(dá)向所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加所述轉(zhuǎn)向擾動；

提供來自所述轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)和來自所述轉(zhuǎn)向角傳感器的轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)；

將帶通濾波器在實質(zhì)上等于所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率的頻率下應(yīng)用于所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

針對預(yù)定持續(xù)時間的時間窗口選擇所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

針對所述時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的主要諧振頻率；以及

如果所述主要諧振頻率在預(yù)定時間段中保持在所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率的預(yù)定頻率范圍內(nèi)，則將所述最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成等于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)。

方案7. 根據(jù)方案6所述的方法，其中，如果所述主要諧振頻率在所述預(yù)定時間段中不保持在所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率的所述預(yù)定頻率范圍內(nèi)，則將針對所述方法的當(dāng)前迭代的最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成等于針對所述方法的之前迭代的最終手握持/手脫離狀態(tài)。

方案8. 根據(jù)方案6所述的方法，還包括將轉(zhuǎn)向扭矩值與轉(zhuǎn)向扭矩閾值相比較，并且如果所述轉(zhuǎn)向扭矩值在超過第二時間閾值的時間中大于或等于所述轉(zhuǎn)向扭矩閾值，則將轉(zhuǎn)向超越控制值設(shè)定成等于是，并且確定所述車輛駕駛員正握持所述方向盤。

方案9. 根據(jù)方案6所述的方法，其中，針對所述時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的主要諧振頻率包括利用快速傅里葉變換（FFT）技術(shù)。

方案10. 根據(jù)方案6所述的方法，其中，針對所述時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的主要諧振頻率包括，計數(shù)在所述時間窗口中所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中高于振幅閾值的峰的數(shù)量，并且利用所述峰的數(shù)量來確定所述諧振頻率。

方案11. 根據(jù)方案1所述的方法，其中，由所述車輛上的車道居中控制（LCC）或車道保持輔助（LKA）系統(tǒng)使用所述最終手握持/手脫離狀態(tài)。

方案12. 一種用于確定駕駛員是否正握持車輛的方向盤的方法，所述方法包括：

提供來自所述車輛上的轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)和來自所述車輛上的轉(zhuǎn)向角傳感器的轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)；

將轉(zhuǎn)向扭矩值與轉(zhuǎn)向扭矩閾值相比較，并且如果所述轉(zhuǎn)向扭矩值在超過時間閾值的時間中大于或等于所述轉(zhuǎn)向扭矩閾值，則將轉(zhuǎn)向超越控制值設(shè)定成等于是，并且確定所述車輛駕駛員正握持所述方向盤；

利用微處理器執(zhí)行被動手握持/手脫離檢測過程，其中所述被動手握持/手脫離檢測過程產(chǎn)生初步手握持/手脫離狀態(tài)，并且其中，所述被動手握持/手脫離檢測過程包括識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的振動的主要諧振頻率，并且將所述主要諧振頻率與所述車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的已知手握持諧振頻率和所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的已知手脫離諧振頻率相比較；

確定所述初步手握持/手脫離狀態(tài)的置信度水平；

如果所述置信度水平超過置信度閾值，則將最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成等于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)；以及

如果所述置信度水平未超過所述置信度閾值，則利用所述微處理器執(zhí)行主動手握持/手脫離檢測過程，其中所述主動手握持/手脫離檢測過程確定最終手握持/手脫離狀態(tài)，并且其中所述主動手握持/手脫離檢測過程包括基于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)建立轉(zhuǎn)向擾動的頻率和振幅、由電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）馬達(dá)將所述轉(zhuǎn)向擾動施加于所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、針對時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的所述主要諧振頻率，以及基于所述主要諧振頻率是否處于所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率的預(yù)定頻率范圍內(nèi)確定最終手握持/手脫離狀態(tài)。

方案13. 根據(jù)方案12所述的方法，其中，識別主要諧振頻率包括或者利用快速傅里葉變換（FFT）技術(shù)，或者利用計數(shù)所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的峰的數(shù)量并利用所述峰的數(shù)量來確定所述主要諧振頻率。

方案14. 根據(jù)方案12所述的方法，其中，識別主要諧振頻率包括針對所述時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)二者中的所述主要諧振頻率。

方案15. 一種用于確定駕駛員是否正握持車輛的方向盤的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

轉(zhuǎn)向角傳感器，其構(gòu)造成提供所述車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)；

轉(zhuǎn)向扭矩傳感器，其構(gòu)造成提供所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）馬達(dá)；以及

控制器，其包括處理器和存儲器模塊，并且與所述轉(zhuǎn)向角傳感器、所述轉(zhuǎn)向扭矩傳感器和所述EPS馬達(dá)通信，所述控制器構(gòu)造成通過以下步驟來確定所述駕駛員是否正握持所述方向盤：執(zhí)行被動手握持/手脫離檢測算法從而產(chǎn)生初步手握持/手脫離狀態(tài)、確定所述初步手握持/手脫離狀態(tài)的置信度水平、如果所述置信度水平超過置信度閾值則將最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成等于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)，以及如果所述置信度水平未超過所述置信度閾值則執(zhí)行主動手握持/手脫離檢測算法，其中所述主動手握持/手脫離檢測算法確定最終手握持/手脫離狀態(tài)，其中所述主動手握持/手脫離檢測算法包括基于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)建立轉(zhuǎn)向擾動的頻率和振幅，并且由所述EPS馬達(dá)將所述轉(zhuǎn)向擾動施加于所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

方案16. 根據(jù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器也構(gòu)造成將轉(zhuǎn)向扭矩值與轉(zhuǎn)向扭矩閾值相比較，并且如果所述轉(zhuǎn)向扭矩值在超過時間閾值的時間中大于或等于所述轉(zhuǎn)向扭矩閾值，則將轉(zhuǎn)向超越控制值設(shè)定成等于是，并且確定所述駕駛員正握持所述方向盤。

方案17. 根據(jù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述被動手握持/手脫離檢測算法包括：

將帶通濾波器在第一特定頻率下應(yīng)用于所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

將帶通濾波器在第二特定頻率下應(yīng)用于所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

針對預(yù)定持續(xù)時間的時間窗口選擇所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

針對所述時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的主要諧振頻率；以及

通過比較所述主要諧振頻率與所述第一特定頻率和所述第二特定頻率來確定所述初步手握持/手脫離狀態(tài)。

方案18. 根據(jù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述主動手握持/手脫離檢測算法包括：

基于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)建立所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率、振幅和持續(xù)時間；

基于車輛速度和發(fā)動機速度修改所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率和振幅；

利用所述EPS馬達(dá)將所述轉(zhuǎn)向擾動施加于所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；

提供來自所述轉(zhuǎn)向扭矩傳感器的轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)和來自所述轉(zhuǎn)向角傳感器的轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)；

將帶通濾波器在實質(zhì)上等于所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率的頻率下應(yīng)用于所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

針對預(yù)定持續(xù)時間的時間窗口選擇所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)；

針對所述時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的主要諧振頻率；以及

如果所述主要諧振頻率在預(yù)定時間段中保持在所述轉(zhuǎn)向擾動的頻率的預(yù)定頻率范圍內(nèi)，則將所述最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成等于所述初步手握持/手脫離狀態(tài)。

方案19. 根據(jù)方案18所述的系統(tǒng)，其中，針對所述時間窗口識別所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的主要諧振頻率包括利用快速傅里葉變換（FFT）技術(shù)，或者計數(shù)所述轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或所述轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的峰的數(shù)量并且利用所述峰的數(shù)量來確定所述主要諧振頻率。

方案20. 根據(jù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，由所述車輛上的車道居中控制（LCC）或車道保持輔助（LKA）系統(tǒng)使用所述最終手握持/手脫離狀態(tài)。

附圖說明

圖1是車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的平面圖，其包括用于確定駕駛員是否正握持車輛方向盤的傳感器和控制器；

圖2是用于通過就轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和扭矩數(shù)據(jù)二者將測得的諧振頻率與已知的自然頻率相比較來確定駕駛員是否正握持車輛方向盤的被動方法的流程圖；

圖3是用于確定駕駛員是否正握持方向盤的主動方法的流程圖，該方法包括施加轉(zhuǎn)向擾動并且測量轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的頻率響應(yīng)；以及

圖4是體現(xiàn)圖2的被動檢測方法和圖3的主動檢測方法的方向盤握持檢測系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

涉及用于確定車輛駕駛員是否正握持車輛的方向盤的系統(tǒng)和方法的本發(fā)明的實施例的以下討論在本質(zhì)上僅是示例性的，并且不以任何方式試圖限制本發(fā)明或其應(yīng)用或使用。例如，下文描述的發(fā)明具有針對當(dāng)車輛包括車道居中控制（LCC）或者車道保持輔助（LKA）特征時確定車輛駕駛員是否正握持車輛的方向盤的具體應(yīng)用。不過，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于任意類型的車輛中純粹手動駕駛的狀況，并且也可以具有非汽車應(yīng)用。

圖1是車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的平面圖，車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10包括方向盤12以便使車輛的前輪14轉(zhuǎn)向。方向盤12通過主軸16和中間軸18、小齒輪20、轉(zhuǎn)向齒條22和橫拉桿（tie rod）24聯(lián)接到車輪14。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的那樣，方向盤12的旋轉(zhuǎn)引起主軸16、中間軸18和小齒輪20的對應(yīng)旋轉(zhuǎn)。小齒輪20的旋轉(zhuǎn)引起齒條22的平移運動，這相應(yīng)地橫向驅(qū)動橫拉桿24的內(nèi)側(cè)端，從而引起前輪14的左轉(zhuǎn)向或右轉(zhuǎn)向運動。

為了清晰省略了對于理解本發(fā)明并不必要的其它部件（諸如將主軸16聯(lián)接至中間軸18的萬向接頭）。也存在其它類型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（不包括齒條22和小齒輪20），并且其同等地能夠應(yīng)用于下文所討論的手握持/手脫離檢測技術(shù)。

安裝于主軸16的轉(zhuǎn)向角傳感器26測量方向盤12和主軸16的旋轉(zhuǎn)，并且提供指示該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向角信號。轉(zhuǎn)向扭矩傳感器28測量小齒輪20附近處中間軸18上的扭矩，并且提供指示該扭矩的扭矩信號。轉(zhuǎn)向角傳感器26和轉(zhuǎn)向扭矩傳感器28的位置不必須確切地如圖1中所示；傳感器能夠位于任意位置，只要它們提供所需的轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向扭矩信號即可。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10包括聯(lián)接到轉(zhuǎn)向齒條22的電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)30，其以本領(lǐng)域中良好地理解的方式響應(yīng)于車輛駕駛員正轉(zhuǎn)動方向盤12來提供電動轉(zhuǎn)向輔助。換言之，當(dāng)車輛駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤12時，EPS系統(tǒng)30在齒條22上提供輔助力，使得前輪14在道路上的轉(zhuǎn)向更加容易。車輛系統(tǒng)10也可以包括安裝于中間軸18的主動前輪轉(zhuǎn)向（AFS）系統(tǒng)32。AFS系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的用于在各種類型的車輛穩(wěn)定性控制或避免碰撞的狀況下提供額外轉(zhuǎn)向或矯正轉(zhuǎn)向，其中AFS系統(tǒng)32可以獨立于駕駛員施加到方向盤12的努力而使前輪14轉(zhuǎn)向。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10也包括控制器34，其與轉(zhuǎn)向角傳感器26、扭矩傳感器28、EPS系統(tǒng)30和（可選的）AFS系統(tǒng)32通信?？刂破?4構(gòu)造成具有根據(jù)下述討論利用來自傳感器26和28的輸入以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的其它已知參數(shù)來確定駕駛員是否正握持方向盤12的算法。

如下文將詳細(xì)討論的，本發(fā)明提供用于確定車輛駕駛員是否正握持方向盤12的技術(shù)。不論自動或半自動駕駛系統(tǒng)（諸如車道居中控制或者車道保持輔助）是起作用的還是不起作用的，均能夠應(yīng)該技術(shù)用。車道居中控制（LCC）系統(tǒng)試圖通過基于傳感器所確定的車輛在車道中的位置做出持續(xù)的轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)來將車輛維持在車道中間。車道保持輔助（LKA）系統(tǒng)試圖通過僅在車輛將要偏離車道的情況下做出轉(zhuǎn)向校正來將車輛保持在車道內(nèi)。

LCC和LKA系統(tǒng)包括需要知道駕駛員是否正握持方向盤12（既作為安全防備又作為對駕駛員轉(zhuǎn)向超越控制（override）的預(yù)期）的算法。由于顯而易見的原因，也期望知道當(dāng)車輛并非經(jīng)由LCC或LKA使其本身轉(zhuǎn)向時，或者當(dāng)LCC/LKA轉(zhuǎn)向控制將被釋放時，駕駛員的手是否正在方向盤12上。出于該動機，提供確保車輛駕駛員正握持方向盤12的技術(shù)。具體車輛將包括EPS系統(tǒng)30，而且可以包括或者可以不包括AFS系統(tǒng)32，其中下文所描述的用于確定車輛駕駛員是否正握持方向盤12的技術(shù)將對于任意車輛相同地操作。

大體而言，用于確定駕駛員是否正握持在方向盤12上的技術(shù)包括測量轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10中振蕩的諧振頻率，并且將該諧振頻率與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10本身的振蕩的已知自然頻率相比較。基于系統(tǒng)10的物理參數(shù)（諸如質(zhì)量、慣性、剛度和阻尼）得知自然頻率。如果觀察到的諧振頻率接近已知自然頻率，則能夠得出駕駛員的手沒有在方向盤12上的結(jié)論。然而，如果觀察到的諧振頻率遠(yuǎn)小于已知自然頻率，則能夠得出駕駛員的（雙）手正在方向盤12上，從而引起方向盤12的有效慣性矩的增加以及諧振頻率隨之減小的結(jié)論。能夠從轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)中的任一者或者兩者獲得觀察到的諧振頻率。

利用以下二階模型近似轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10：

(1)

其中是轉(zhuǎn)向角（在轉(zhuǎn)向角傳感器26處測得），是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的慣性矩（已知）,是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的阻尼系數(shù)（已知），是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的轉(zhuǎn)動剛度（已知），是駕駛員施加在方向盤12上的扭矩（在扭矩傳感器28處測得），是來自EPS 30的轉(zhuǎn)向扭矩（已知命令），是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10中的自對齊扭矩（估計），以及是施加到系統(tǒng)10的發(fā)動機振動擾動（影響發(fā)動機機艙內(nèi)的一切，并且包括范圍廣泛的頻率）。是由駕駛員的手放在方向盤12上所添加的慣性矩，這是未知的。已經(jīng)觀察到能夠從當(dāng)駕駛員用雙手牢固地抓持方向盤12時的相對大的值變化到當(dāng)僅一只手輕輕抓持方向盤12時的較小值，到當(dāng)駕駛員僅一個手指輕輕觸碰方向盤12時的幾乎檢測不到的值。

除了發(fā)動機振動擾動之外，是等式（1）中唯一的未知量。其它手持方向盤檢測系統(tǒng)（hands-on-the-wheel detection system）試圖直接估計，但是這種方法對于轉(zhuǎn)向角中的噪聲敏感，并且忽略了發(fā)動機振動擾動。不同于嘗試直接估計，本文呈現(xiàn)的技術(shù)測量轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的頻率響應(yīng)，并且使用該信息來確定是否已向系統(tǒng)10添加了相當(dāng)大量的附加慣性（）。

根據(jù)二階動態(tài)機械系統(tǒng)的基本原理，等式（1）中描述的系統(tǒng)10的無阻尼自然頻率是：

(2)

其中是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的無阻尼自然頻率，并且其它變量在上文限定。

類似地，系統(tǒng)10的阻尼自然頻率或者諧振頻率能夠限定為：

(3)

其中是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的諧振頻率，在等式（2）中限定，并且是系統(tǒng)10的阻尼因子，其相應(yīng)地限定為：

(4)

如上文所提及的那樣，車輛制造商已知轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的固有慣性、剛度和阻尼特性。例如，在普通乘用轎車或輕型運動型多用途車（SUV）中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)剛度是大約2.0 N-m/deg，其中中間軸18貢獻(xiàn)了大部分柔性（compliance）。在相同車輛中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)慣性是大約0.05 kg-m²，其中方向盤12貢獻(xiàn)了大部分慣性。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)阻尼以提供臨界阻尼的的值為目標(biāo)，即其中=0.5。

利用上文列出的剛度、慣性和阻尼值，在沒有由駕駛員的手添加的慣性的情況下（即=0），轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的諧振頻率計算成是大約14 Hz。其它類型的車輛可以具有更高或者更低的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)諧振頻率。在已知轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的這種基本性質(zhì)的情況下，能夠?qū)⑺惴ㄔO(shè)計成檢測轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的振動的實際諧振頻率，并且將該實際諧振頻率與手脫離（hands-off）諧振頻率相比較。如果實際諧振頻率顯著低于手脫離諧振頻率（例如大約3.5 Hz），則這表明駕駛員的手已經(jīng)向方向盤12添加了慣性，從而意味著一只或兩只手在方向盤12上。

針對具體車輛類型，能夠在測試車輛上實驗地測量手脫離諧振頻率和手握持（hands-on）諧振頻率二者，并且相應(yīng)的頻率之后能夠用在下文討論的方法中。替代性地，針對具體車輛類型，能夠利用等式（2）-（4）和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的已知剛度、質(zhì)量和阻尼性質(zhì)估計手脫離諧振頻率和手握持諧振頻率。

上文描述的技術(shù)提供了優(yōu)于用于檢測在方向盤上的駕駛員的手的現(xiàn)有系統(tǒng)的若干優(yōu)點。這些優(yōu)點包括在手動駕駛期間和LCC/LKA主動駕駛期間二者檢測駕駛員的手握持/脫離方向盤的能力、在LCC/LKA起作用的同時檢測駕駛員轉(zhuǎn)向超越控制意圖的能力、立即檢測手握持狀況的能力、比現(xiàn)有技術(shù)更快速地檢測手脫離以及不需要車輛上的額外硬件。

圖2是用于以上述討論的方式檢測車輛駕駛員是否正握持在方向盤12上的被動方法的流程圖40。在優(yōu)選實施例中，流程圖40的方法以在控制器34上運行的算法編程。控制器34是至少包括微處理器和存儲器模塊的裝置，其中微處理器構(gòu)造成運行手握持/手脫離檢測算法，并且存儲器用于儲存?zhèn)鞲衅髯x數(shù)和其它數(shù)據(jù)，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的那樣。

方法在開始橢圓42處開始。在框44處，分別從轉(zhuǎn)向角傳感器26和轉(zhuǎn)向扭矩傳感器28提供轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)。在決策菱形46處，確定轉(zhuǎn)向扭矩是否小于預(yù)定扭矩閾值，其中扭矩值高于扭矩閾值表明明確的駕駛員轉(zhuǎn)向努力。如果轉(zhuǎn)向扭矩不小于扭矩閾值，則在框48處將轉(zhuǎn)向超越控制狀態(tài)設(shè)定成等于是，并且在框50處將手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成手握持。LCC/LKA系統(tǒng)使用來自框48的轉(zhuǎn)向超越控制狀態(tài)，當(dāng)駕駛員他/她自己正明確地使車輛轉(zhuǎn)向和/或正試圖超越控制LCC/LKA系統(tǒng)時，LCC/LKA系統(tǒng)修改其行為。

如果在決策菱形46處轉(zhuǎn)向扭矩小于扭矩閾值，則在決策菱形52處確定LCC或LKA系統(tǒng)是否開啟。如果LCC或LKA系統(tǒng)開啟，則在框54處，將帶通濾波器在第一頻率值下應(yīng)用于轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)，并且在框56處將頻率限制設(shè)定成等于第一頻率值。如果LCC或LKA系統(tǒng)未開啟或者不可用，則在框58處，將帶通濾波器在第二頻率值下應(yīng)用于轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)，并且在框60處將頻率限制設(shè)定成等于第二頻率值。分支成或者框54/56或者框58/60的目的在于基于預(yù)期的數(shù)據(jù)優(yōu)化算法的性能。具體地，如果LCC系統(tǒng)開啟，則更可能的是駕駛員的手脫離方向盤12，并且觀察到的諧振頻率將是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10本身的諧振頻率。在這種情況下，帶通濾波器和頻率限制能夠設(shè)定成大約14 Hz的第一頻率值。該值將不會對于所有車輛均是確切的14 Hz，并且能夠至少從13-15 Hz的范圍變化。另一方面，如果LCC或LKA系統(tǒng)未開啟，則更大可能的是駕駛員的手處于方向盤12上，并且觀察到的諧振頻率將受到駕駛員的手的影響。在這種情況下，帶通濾波器和頻率限制能夠設(shè)定成大約3.5Hz（+/-1）的第二頻率值，這是手握持狀況中的預(yù)期響應(yīng)。

在框62處，限定用于轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)的時間窗口。時間窗口能夠是例如大約2.5秒。也能夠使用更長或更短的時間窗口。時間窗口的意圖是分析數(shù)據(jù)樣品，其足夠長以便提供良好的諧振頻率分析，而且并未長到受到不再適用的更早的駕駛員動作的影響。在框64處，針對時間窗口選擇來自轉(zhuǎn)向角傳感器26和轉(zhuǎn)向扭矩傳感器28的傳感器數(shù)據(jù)。在框66處，通過在時間窗口內(nèi)分析轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的任一者或兩者來識別主要諧振頻率。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10所經(jīng)歷的諧振頻率將呈在在轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)二者中，并且因此能夠分析轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的任一者或兩者。

在框66處可以使用在時間-歷史數(shù)據(jù)中識別諧振頻率的任意適用方法。例如，可以使用諸如256-點FFT的快速傅里葉變換（FFT）。替代性地，能夠計數(shù)時間窗口中的數(shù)據(jù)中的峰的數(shù)量，并且能夠使用峰的數(shù)量來確定諧振頻率。也可以使用其它方法。不論使用何種頻率識別方法，均在框66處識別實際諧振頻率。

在決策菱形68處，確定來自框66的實際諧振頻率是否大于在框56或60中設(shè)定的頻率限制。如果實際諧振頻率大于頻率限制，則可能是手脫離狀況，并且在決策菱形70處確定實際諧振頻率是否已經(jīng)在大于或等于預(yù)定時間閾值的時間段中大于頻率限制。限定諸如5秒的時間閾值以確保分析足夠的數(shù)據(jù)從而提供手脫離判定的高置信度。如果實際諧振頻率已經(jīng)在大于或等于預(yù)定時間閾值的時間段中大于頻率限制，則在框72處，將手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成手脫離。由于是由被動檢測方法確定的，因此框72處的手脫離狀態(tài)是初步狀態(tài)。

如果在決策菱形68處實際諧振頻率不大于頻率限制，或者如果在決策菱形70處實際諧振頻率僅在小于預(yù)定時間閾值的時間段中大于頻率限制，則在框50處將手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成手握持。由于是由被動檢測方法確定的，因此在框50處的手握持狀態(tài)是初步狀態(tài)。

在框50處將初步手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成手握持或者在框72處將該狀態(tài)設(shè)定成手脫離之后，在決策菱形74處評估置信度因子。置信度因子是被動手握持/手脫離判定的置信度水平的指示，并且可以基于諧振頻率信號的強度、諧振頻率和指定的頻率限制之間的差異和/或其它參數(shù)。如果置信度因子超過預(yù)定閾值（諸如80%），則過程在終點76處終止，并且將初步手握持/手脫離狀態(tài)用作實際狀態(tài)。當(dāng)然，該過程實際上在車輛操作期間持續(xù)地運行，因此從終點76，該過程返回開始橢圓42。如果在決策菱形74處置信度因子未超過閾值，則過程前進(jìn)到如下文所討論的主動手握持/手脫離確定方法。

圖2的前述討論和理論背景公開在授權(quán)于11/4/2014的名稱為“STEERING-WHEEL-HOLD DETECTION FOR LANE KEEPING ASSIST FEATURE”的美國專利No. 8,880,287中，其轉(zhuǎn)讓與本申請的受讓人，并且其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

如上所述，圖2的被動手握持/手脫離檢測方法在一些情形中可能不生成具有高置信度的手握持/手脫離狀態(tài)。在這樣的狀況下，期望的是運行主動手握持/手脫離檢測過程，其使用被動檢測方法的結(jié)果來指定施加于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的轉(zhuǎn)向擾動信號。

圖3是用于確定駕駛員是否正握持方向盤的主動方法的流程圖100，該方法包括施加轉(zhuǎn)向擾動和測量轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。當(dāng)圖2的被動確定方法未生成置信度水平足夠的手握持/手脫離狀態(tài)時，就采用圖3的主動方法。圖3的主動方法利用EPS系統(tǒng)30在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中施加振動或振蕩，其中所施加的振動具有基于被動確定方法的結(jié)果所建立的頻率、振幅和持續(xù)時間。

主動手握持/手脫離確定方法開始于開始橢圓102，在此從框78提供來自被動確定方法的初步手握持或手脫離狀態(tài)。在框104處，為將由EPS系統(tǒng)30“注入”或施加的轉(zhuǎn)向振動建立頻率、振幅和持續(xù)時間。如果來自被動檢測方法的初步狀態(tài)等于手脫離，則頻率被選擇為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的已知手脫離諧振頻率（大約14 Hz）。同樣地，如果來自被動檢測方法的初步狀態(tài)等于手握持，則頻率被選擇為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的已知手握持諧振頻率（大約3.5 Hz）。振幅被選擇成一定值，該值足夠大以能夠在測得的系統(tǒng)響應(yīng)中檢測到，而且足夠小以不令駕駛員反感。持續(xù)時間被類似地選擇成足夠大以允許在測得的系統(tǒng)響應(yīng)中檢測而且足夠小以不令駕駛員反感的值。也可以基于車輛速度和/或發(fā)動機速度來調(diào)整所注入的轉(zhuǎn)向振動的頻率和振幅，因為路面干擾和發(fā)動機振動是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動的主要外部激振物。對頻率和/或振幅的任意基于速度的調(diào)整都將是小的，例如小于10%。

在框106處，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)擾動或振動以在框104處建立的頻率、振幅和持續(xù)時間由EPS系統(tǒng)30引入。為了清楚這里做了何事，使用圖3的主動檢測方法來證實基于被動方法被認(rèn)為是真實的手握持或手脫離狀態(tài)。因此，如果認(rèn)為狀態(tài)是手握持，則將3.5 Hz下的振動施加于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并且如果檢測到3.5 Hz下的強響應(yīng)，則證實手握持狀態(tài)。類似地，如果認(rèn)為狀態(tài)是手脫離，則將14 Hz下的振動施加于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并且如果檢測到14 Hz下的強響應(yīng)，則證實手脫離狀態(tài)。

在框108處，分別從轉(zhuǎn)向角傳感器26和轉(zhuǎn)向扭矩傳感器28提供轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)。在決策菱形110處，確定轉(zhuǎn)向扭矩是否小于預(yù)定扭矩閾值，其中扭矩值高于扭矩閾值表明明確的駕駛員轉(zhuǎn)向努力。如果轉(zhuǎn)向扭矩不小于扭矩閾值，則在決策菱形112處確定轉(zhuǎn)向扭矩是否已經(jīng)在足夠的持續(xù)時間（諸如一秒）中高于扭矩閾值。持續(xù)時間檢查用于消除短暫（brief）外部轉(zhuǎn)向扭矩施加，諸如以斜角撞擊減速裝置或坑洞。如果在決策菱形112處超過時間閾值，則在框114處將轉(zhuǎn)向超越控制狀態(tài)設(shè)定成等于是，并且在框160處將最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成手握持。LCC/LKA系統(tǒng)使用來自框114的轉(zhuǎn)向超越控制狀態(tài)，當(dāng)駕駛員他/她自己正明確地使車輛轉(zhuǎn)向和/或正嘗試超越控制LCC/LKA系統(tǒng)時，LCC/LKA系統(tǒng)修改其行為。

如果在決策菱形110處轉(zhuǎn)向扭矩小于扭矩閾值或者在決策菱形112處沒有超出時間閾值，則在決策菱形116處，基于初步手握持/手脫離狀態(tài)，過程分支。如果初步狀態(tài)是手脫離，則在框118處將帶通濾波器在近似14 Hz下應(yīng)用于轉(zhuǎn)向角和扭矩數(shù)據(jù)。不同地，如果初步狀態(tài)是手握持，則在框120處將帶通濾波器在近似3.5 Hz下應(yīng)用于轉(zhuǎn)向角和扭矩數(shù)據(jù)。在框118或120處應(yīng)用的帶通濾波器被選擇成匹配在框106處注入且相應(yīng)地在框102處（基于初步手握持/手脫離狀態(tài)）所選擇的振動頻率。頻率將不是在所有情況下都確切地是14 Hz或者3.5，而是基于車輛和發(fā)動機速度并且基于車輛專用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性能夠變化大約+/- 1 Hz。

在框130處，限定用于轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)的時間窗口。時間窗口能夠是例如大約2.5秒。也能夠使用更長或更短的時間窗口。時間窗口的意圖是分析數(shù)據(jù)樣品，其足夠長以提供良好的諧振頻率分析，而且并不長到受到不再適用的更早的駕駛員動作的影響。在框132處，針對時間窗口選擇來自轉(zhuǎn)向角傳感器26和轉(zhuǎn)向扭矩傳感器28的傳感器數(shù)據(jù)。在框140處，通過在時間窗口內(nèi)分析所過濾的轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)或轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的任一者或兩者來識別主要諧振頻率。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10所經(jīng)歷的諧振頻率（包括在框106處由EPS系統(tǒng)30注入的轉(zhuǎn)向振動）將呈現(xiàn)在轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)二者中，并且因此能夠分析轉(zhuǎn)向角數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)向扭矩數(shù)據(jù)中的任一者或兩者。

在框140處可以使用在時間-歷史數(shù)據(jù)中識別諧振頻率的任意適用方法。例如，可以使用諸如256-點FFT的快速傅里葉變換（FFT）。替代性地，能夠計數(shù)時間窗口中的數(shù)據(jù)中的峰的數(shù)量，并且能夠使用該峰（帶有超出振幅閾值的振幅）的數(shù)量來確定諧振頻率。也可以使用其它方法。不論使用何種頻率識別方法，均在框140處識別實際諧振頻率。

在決策菱形142處，確定來自框140的實際諧振頻率是否處于~ 14 Hz的手脫離頻率的1 Hz以內(nèi)。即，實際諧振頻率和手脫離頻率之間的差異的絕對值必須小于1 Hz。如果是這樣，則在決策菱形144處確定該狀況（實際響應(yīng)≈手脫離）是否已經(jīng)在超過時間閾值（諸如3秒）的時間中是真實的。如果是這樣，則在框170處將最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成等于手脫離。通過證實轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的頻率響應(yīng)接近14 Hz，圖3的主動確定方法在框170處生成帶有非常高置信度的手脫離判定。

如果，在決策菱形144處，尚未超過時間閾值，則在框180處使用之前的手握持/手脫離狀態(tài)，其中之前的狀態(tài)可以是來自被動檢測方法的初步狀態(tài)，或者是來自主動方法的之前所證實的/最終的狀態(tài)。

如果在決策菱形142處，來自框140的實際諧振頻率不處于手脫離頻率的1 Hz之內(nèi)，則在決策菱形146處確定來自框140的實際諧振頻率是否處于~3.5 Hz的手握持頻率的1 Hz以內(nèi)。即，實際諧振頻率和手握持頻率之間的差異的絕對值必須小于1 Hz。如果是這樣，則在決策菱形148處確定該狀況（實際響應(yīng)≈手握持）是否已經(jīng)在超過時間閾值（諸如3秒）的時間中是真實的。如果是這樣，則在框160處將最終手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成等于手握持。通過證實轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的頻率響應(yīng)接近3.5 Hz，圖3的主動確定方法在框160處生成帶有非常高置信度的手握持判定。

如果，在決策菱形146處，來自框140的實際諧振頻率不處于手握持頻率的1 Hz之內(nèi)，則在框180處使用之前的手握持/手脫離狀態(tài)。而且，如果在決策菱形148處，尚未超過時間閾值，則在框180處使用之前的手握持/手脫離狀態(tài)。在將最終的手握持/手脫離狀態(tài)設(shè)定成手握持（在框160處）、手脫離（在框170處）或者使用之前結(jié)果（在框180處）之后，過程結(jié)束于終點190處。如先前所提及的那樣，只要車輛處于操作中，被動和主動手握持/手脫離確定過程就實際上持續(xù)地運行和重新開始。

圖4是執(zhí)行圖2的被動檢測方法和圖3的主動檢測方法二者的方向盤握持檢測系統(tǒng)200的框圖。系統(tǒng)200中處于虛線輪廓的框內(nèi)的所有模塊均編程（programme）在諸如圖1的控制器34的控制器上。如前所述，控制器34與轉(zhuǎn)向角傳感器26、扭矩傳感器28和EPS系統(tǒng)30通信。

在框202和204處，使用帶通濾波器來處理來自傳感器26和28的轉(zhuǎn)向角和扭矩數(shù)據(jù)，以確定數(shù)據(jù)中存在的是手握持響應(yīng)（大約3.5 Hz）還是手脫離響應(yīng)（大約14 Hz）。最初，框202和204執(zhí)行之前討論的圖2的被動手握持/手脫離檢測。即，EPS馬達(dá)30不添加主動轉(zhuǎn)向擾動。向一致性檢查框206提供來自帶通濾波器框202和204的響應(yīng)，在此確定手握持/手脫離響應(yīng)是否在一定時間段（諸如三秒）中保持一致。向決策菱形208提供來自框206的一致性檢查的結(jié)果。

如果，在決策菱形208處，手握持/手脫離判定的置信度高，則由車輛中的LCC或LKA系統(tǒng)使用該手握持或手脫離值。高置信度意味著已經(jīng)在轉(zhuǎn)向角/扭矩數(shù)據(jù)中檢測到處于手握持頻率值（3.5 Hz）或手脫離頻率值（14 Hz）中的任一者的預(yù)定頻率范圍（諸如1.0 Hz）之內(nèi)的主要諧振頻率，并且主要諧振頻率已經(jīng)在預(yù)定時間段（諸如三秒）中保持在該預(yù)定頻率范圍內(nèi)。例如，如果在連續(xù)幾秒中在帶通濾波器框204中檢測到處于3.1-3.7 Hz的范圍中的主要諧振頻率，則駕駛員將他/她的手放在方向盤上的置信度是高的。

如果，在被動手握持/手脫離評估之后，在決策菱形208處手握持/手脫離判定的置信度不高，則系統(tǒng)200調(diào)用如上文在圖3中討論的主動手握持/手脫離確定過程。在框210處，基于被動評估的結(jié)果調(diào)整轉(zhuǎn)向擾動信號的頻率、振幅和持續(xù)時間。例如，如果被動評估在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中檢測到大約13.5-14.5 Hz的主要諧振頻率，但是該結(jié)果在幾秒中并不一致并且因此置信度不高，則將在主動評估中使用大約14 Hz下的擾動或振動注入。類似地，如果被動評估表明主要是低頻（手握持）諧振，則將在主動評估中使用大約3.5 Hz的振動注入。能夠根據(jù)頻率和其它參數(shù)建立振幅。在框210處也建立轉(zhuǎn)向擾動信號的持續(xù)時間，其可以是固定的或者可以針對某些條件調(diào)整。

在框212處，如前文所討論的，可以基于車輛和發(fā)動機速度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向擾動信號的頻率和振幅?？?12處的任意調(diào)整都將是小的，例如小于10%。在框214處，由控制器34向EPS系統(tǒng)30提供轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動命令。如上文所討論的，僅當(dāng)系統(tǒng)200以主動檢測模式操作時使用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動注入，并且當(dāng)系統(tǒng)200以被動檢測模式操作時不使用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動注入。也如之前討論的那樣，基于振動注入命令的頻率/振幅/持續(xù)時間，EPS系統(tǒng)30的馬達(dá)在齒條22上提供振蕩扭矩，這導(dǎo)致主動手握持/手脫離確定方法所需的轉(zhuǎn)向擾動。在框216處，路面干擾和發(fā)動機振動被傳遞到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10。這些不可避免的激勵在結(jié)合點218處與由EPS系統(tǒng)30做出的轉(zhuǎn)向振動注入相結(jié)合，以引起轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10的動態(tài)響應(yīng)。

如之前所討論的，轉(zhuǎn)向角傳感器26和扭矩傳感器28向帶通濾波器框202和204提供測量信號。如果正利用轉(zhuǎn)向振動注入來執(zhí)行主動手握持/手脫離評估，則在手握持頻率（3.5 Hz）或者在手脫離頻率（14 Hz）中的任一頻率下均應(yīng)當(dāng)能夠檢測到主要諧振。如上文針對被動評估方法所討論的，執(zhí)行持續(xù)時間一致性檢查和置信度評估，并且如果可能的話做出最終的手握持/手脫離判定。在即使利用主動評估之后結(jié)果仍不確定（置信度不高）的情況下，那么就使用之前的手握持或手脫離值，并且系統(tǒng)200繼續(xù)操作直至確定新的高置信度值。

了解手握持或手脫離方向盤狀態(tài)在車道居中或車道保持系統(tǒng)的實現(xiàn)中是重要的，并且在無輔助、手動駕駛中也同等重要。上文所討論的方法和系統(tǒng)提供了對車輛中駕駛員手握持或手脫離狀態(tài)的可靠檢測，其包括直接檢測手握持和駕駛員轉(zhuǎn)向超越控制意圖，和迅速檢測手脫離狀況。方法和系統(tǒng)在LCC/LKA輔助的狀況和手動駕駛狀況二者中均有效。

前文討論僅公開并描述了本發(fā)明的示例性實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員從這樣的討論和從附圖和權(quán)利要求中將容易地認(rèn)識到，在不背離如以下權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠做出各種改變、改型和變型。