用于方向盘触摸检测的方法和装置与流程

1.本公开涉及方向盘离手检测领域，更具体地，本公开涉及一种用于方向盘触摸检测的方法、装置。


背景技术：

2.在车辆驾驶中，驾驶员需要通过方向盘进行转向操作，此外随着科技的发展，驾驶员还能够通过方向盘进行多媒体控制、驾驶辅助设置等操作。因此，为了提高驾驶的安全性，需要监控驾驶员的手是否正确地放置在方向盘上并进行控制驾驶。例如，联合国最新修订的un r79法规要求配备lkas(车道保持辅助系统)的车辆必须对驾驶员是否握住方向盘进行检测。
3.在如今的adas(高级驾驶辅助系统)中，在高等级的自动驾驶(例如l2-l4)情况下，车辆本身可以自动进行驾驶控制，驾驶员可以将手从方向盘上移开。但是，在某些情况下，会要求驾驶员收回控制权并且要求在驾驶员控制车辆与车辆自动驾驶之间在时间上必须有明确的区分。
4.通过在方向盘上应用hod(hand off detection，离手检测)技术可以实现对驾驶员是否握在方向盘上的检测。如今实现hod的方法有很多，例如压力感应方式、电容感应方式等。在以压力感应方式实现hod的情况下，在方向盘上加装压力传传感器，并通过其来检测压力变化。但是基于压力变化的hod方案会受到驾驶员个人握持方向盘力量大小的影响，容易产生误判，从而影响hod的准确性。在如今常用的以电容感应方式实现hod中，电容传感器布置在方向盘的外圈。当驾驶员将手放在或离开方向盘上时，会引起寄生电容的电容值的变化，电容传感器会测量出这种变化，并记录驾驶员的手是否握在方向盘上。但是电容感应方式的hod的缺点在于，当驾驶员戴着手套时，检测的灵敏度会降低，并且当身体的其他部位错误地碰到方向盘时，或者有人有意或无意地用引起电容变化的替代品接触方向盘时，hod都会错误地将其检测为驾驶员的手在方向盘上。
5.为了实现高效且可靠的hod，艾迈斯半导体公司基于电容测量技术提供了一种基于iq解调技术的阻抗测量原理的高精度传感器as8579。传感器as8579通过发射模块产生正弦波来驱动负载，接收模块检测负载的电流，然后将电流转换成电压，并解调为同相位(i)和正交相位(q)，外部的处理器可以读取i值和q值并计算出对应的电阻值和电抗值。基于as8579的hod方案不需要对方向盘施加特别的压力，并且通过高分辨率的检测可以防止单指或膝盖造成的影响。
6.为了满足汽车行业iso 26262asil(automotive safety integration level，汽车安全完整性等级)中asil c/d等级的要求，整个车辆系统范围内的所有零件都需要具有非常高的鲁棒性或自我检测功能。而对于广泛使用的hod的传感器，例如传感器as8579来说，其仅能确保支持asil b的安全等级，因此附加地检查hod的传感器自身是否正常运行对于整车的安全等级提升是至关重要的。


技术实现要素：

7.针对上述问题，本公开提供了一种用于方向盘触摸检测的方法，该方法在前面提到的方向盘触摸检测方法的基础上，通过添加额外的参考负载，简单、低成本且可靠地实现了对方向盘的hod是否正常运行的检查。
8.本公开实施例提供了一种用于方向盘触摸检测的方法，其中所述方向盘被划分为至少一个触摸检测区，每个触摸检测区包括至少一个触摸检测传感器，并且每个触摸检测传感器具有其对应的触摸检测通道，所述方法包括：对于所述每个触摸检测通道，将用于供该触摸检测通道检测的参考负载设置为预设的参考电容值和参考电阻值；利用该触摸检测通道，测量所述参考负载的电容值和电阻值；基于所述预设的参考电容值和参考电阻值、以及所测量的电容值和电阻值，确定所述触摸检测通道的操作是否正常；以及在确定所述触摸检测通道的操作正常的情况下，利用该触摸检测通道测量其对应的触摸检测传感器的电容值和电阻值，并基于所测量的触摸检测传感器的电容值和电阻值进行所述方向盘的触摸检测。
9.根据本公开实施例，其中，对于所述每个触摸检测通道，其对应的所述预设的参考电容值和参考电阻值为非常量。
10.根据本公开实施例，其中，基于所述预设电容值和预设电阻值、以及所测量的电容值和电阻值，确定所述触摸检测通道的操作是否正常，包括：当所测量的电容值相对于所述预设的参考电容值的偏离在预定偏离范围内，并且所测量的电阻值相对于所述预设的参考电阻值的偏离在预定偏离范围内时，确定所述触摸检测通道操作正常，否则确定所述触摸检测通道发生故障。
11.根据本公开实施例，其中，所述参考负载通过开关装置与所述触摸检测通道连接，在对所述触摸检测传感器进行测量的过程中断开所述开关装置，在对所述参考负载进行测量的过程中接通所述开关装置。
12.根据本公开实施例，所述方法还包括：在确定所述触摸检测通道的操作故障的情况下，调整所述参考负载的所述预设的参考电容值和参考电阻值，利用该触摸检测通道，测量调整后的所述参考负载的电容值和电阻值；以及基于所述预设的参考电容值和参考电阻值、以及所测量的电容值和电阻值，确定所述触摸检测通道的操作是否正常。
13.根据本公开实施例，其中，所述触摸检测通道为iq调制解调触摸检测通道，其中，利用该触摸检测通道，测量所述参考负载的电容值和电阻值，包括：向所述参考负载施加第一载波信号；通过所述参考负载的电容值和电阻值，对所述第一载波信号进行调制，以得到第一载波调制信号；以及利用该触摸检测通道，对所述第一载波调制信号进行iq解调，以得到所述参考负载的电容值和电阻值。
14.根据本公开实施例，其中，利用该触摸检测通道测量其对应的触摸检测传感器的电容值和电阻值，包括：向所述触摸检测传感器施加第二载波信号；通过所述触摸检测传感器，对所述第二载波信号进行调制，以得到第二载波调制信号；以及利用该触摸检测通道，对所述第二载波调制信号进行iq解调，以得到所述触摸检测传感器的电容值和电阻值。
15.根据本公开实施例，其中，所述第一载波信号和所述第二载波信号具有相同的载波波形和载波频率。
16.根据本公开实施例，还包括：在确定所述触摸检测通道的操作故障的情况下，调整
所述第一载波信号的载波波形和/或载波频率，向所述参考负载施加调整后的第一载波信号；通过所述参考负载的电容值和电阻值，对所述调整后的第一载波信号进行调制，以得到更新的第一载波调制信号，利用该触摸检测通道，对所述更新的第一载波调制信号进行iq解调，以得到所述参考负载的电容值和电阻值；以及基于所述预设的参考电容值和参考电阻值、以及所测量的电容值和电阻值，确定所述触摸检测通道的操作是否正常。
17.根据本公开实施例，在每个触摸检测区包括多个触摸检测传感器的情况下，基于对该触摸检测区的多个触摸检测传感器的测量结果，确定对该触摸检测区的触摸；所述方法还包括：在所述方向盘被划分为多个触摸检测区的情况下，基于所述多个触摸感测区中至少一个触摸检测区的触摸检测结果，确定对所述方向盘的触摸操作。
18.本公开实施例提供了一种用于方向盘触摸检测的装置，其中所述方向盘被划分为至少一个触摸检测区，每个触摸检测区包括至少一个触摸检测传感器，所述装置包括:多个触摸检测通道，每个触摸检测通道具有其对应的触摸检测传感器，用于测量其对应的触摸检测传感器的电容值和电阻值；以及至少一个参考负载，其中，每个触摸检测通道具有其对应的参考负载，所述参考负载被设置为预设的参考电容值和参考电阻值，并且每个触摸检测通道还用于测量其对应的参考负载的电容值和电阻值；处理器单元，被配置为：对于每个触摸检测通道，基于所述参考负载的预设的参考电容值和参考电阻值、以及所测量的参考负载的电容值和电阻值，确定所述触摸检测通道的操作是否正常，并且在确定所述触摸检测通道的操作正常的情况下，基于所测量的触摸检测传感器的电容值和电阻值进行所述方向盘的触摸检测。
19.根据本公开实施例，其中，所述处理器单元被配置为：当所测量的电容值相对于所述预设的参考电容值的偏离在预定偏离范围内，并且所测量的电阻值相对于所述预设的参考电阻值的偏离在预定偏离范围内时，确定所述触摸检测通道操作正常，否则确定所述触摸检测通道发生故障。
20.根据本公开实施例，其中，所述装置具有开关装置，所述参考负载通过开关装置与所述触摸检测通道连接，在对所述触摸检测传感器进行测量的过程中断开所述开关装置，在对所述参考负载进行测量的过程中接通所述开关装置。
21.根据本公开实施例，其中，所述触摸检测通道为iq调制解调触摸检测通道，所述触摸检测通道被配置为：向所述参考负载施加第一载波信号；并且对第一载波调制信号进行iq解调，以得到所述参考负载的电容值和电阻值，其中所述第一载波调制信号通过所述参考负载的电容值和电阻值对所述第一载波信号进行调制得到。
22.根据本公开实施例，其中，所述触摸检测通道被配置为：向所述触摸检测传感器施加第二载波信号；并且对第二载波调制信号进行iq解调，以得到所述触摸检测传感器的电容值和电阻值，其中所述第二载波调制信号通过所述触摸检测传感器对所述第二载波信号进行调制得到。
附图说明
23.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些示例性实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其它的附图。
24.图1a和图1b分别示出了方向盘的实施方式；
25.图2a示出了根据本公开的、用于方向盘触摸检测的装置的结构原理图；
26.图2b示出了具有iq调制解调触摸检测通道的用于方向盘触摸检测的装置的结构原理图；
27.图2c示出了具有多个触摸检测通道的用于方向盘触摸检测的装置的结构原理图；
28.图3a至3c示出了根据本公开的、用于方向盘触摸检测的方法的流程图。
具体实施方式
29.为了使得本公开的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参考附图详细描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。
30.在本说明书和附图中，基本上相同或相似的步骤和元素用相同或相似的附图标记来表示，并且对这些步骤和元素的重复描述将被省略。同时，在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或排序。
31.在本说明书和附图中，根据实施例，元素以单数或复数的形式来描述。然而，单数和复数形式被适当地选择用于所提出的情况仅仅是为了方便解释而无意将本公开限制于此。因此，单数形式可以包括复数形式，并且复数形式也可以包括单数形式，除非上下文另有明确说明。
32.图1a示出了一种方向盘。该方向盘作为转向盘具有由轮辐部分1021、1022、1023组成的中心区域102和轮圈部分101。随着车辆多媒体和adas(高级驾驶辅助系统)的普及，在中心区域102集成了越来越多的控制功能用以对多媒体和adas进行控制，控制功能可以通过由驾驶员操作布置在中心区域的控制器实现。这些控制器通常布置在驾驶员正确握持方向盘时、左右手的拇指容易触及的中心区域的位置上。这些控制器通常被设计为按键、滚轮、摇杆、拨片等形式，即这些控制器的结构形式或操作方式旨在驾驶员正确握持方向盘时其拇指可以方便对这些控制器进行操作。
33.在市场上常见的多功能的方向盘布置中，例如在左侧的轮辐1021上布置了用于选择多媒体菜单的滚轮，以及用于通断蓝牙电话的按键。
34.在右侧的轮辐1022上布置了用于查看车辆状态的滚轮，以及涉及到adas功能的控制器。在市场上常见的车辆中已经应用的adas功能包括电子警察系统isa(intelligent speed adaptation)、车联网(vehicular communication systems)、自适应巡航acc(adaptive cruise control)、车道偏移报警系统ldws(lane departure warning system)、车道保持系统lkas(lane keep assistance system)，碰撞避免或预碰撞系统(collision avoidance system或precrash system)、夜视系统(night vision system)、自适应灯光控制(adaptive light control)、行人保护系统(pedestrian protection system)、自动泊车系统(automatic parking)、交通标志识别(traffic sign recognition)、盲点探测(blind spot detection)，驾驶员疲劳探测(driver drowsiness detection)、下坡控制系统(hill descent control)和电动汽车报警(electric vehicle warning sounds)系统。这些系统或功能中的大部分会随着车辆的启动而自动开启，但是其
中一些功能需要由驾驶员根据自己的驾驶需要进行手动开启，因此在右侧的轮辐1022上还布置有用于开启部分adas功能(功能例如是自适应巡航acc和车道保持系统lkas)的main按钮和将其关闭的cancel按钮，以及相应的用于进行巡航速度增减的摇杆。
35.方向盘的轮圈部分101被设计为适合于由驾驶员进行握持。对于hod功能来说，轮圈部分101的外表面即为触摸检测区域104，在触摸检测区域中布置有触摸检测传感器103。触摸检测传感器103通常是带状的柔性电容传感器。这种传感器可以平滑地集成在方向盘的轮圈部分上，而不会受到轮圈外表面形状的限制，在如图1a中所示的触摸检测传感器103包围住了整个方向盘的轮圈部分101。当驾驶员的手触碰或握住方向盘时，就会引起触摸检测传感器103的阻抗值，即电容值和电阻值的变化。
36.在另外的实施方式中，还可以在方向盘的轮圈部分上划分出多个触摸检测区域。如图1b所示，方向盘的轮圈部分被划分为三个触摸检测区域，即轮圈部分的正面被划分为了左侧触摸检测区域106和右侧触摸检测区域107，另外的轮圈部分的背面被单独划分为了一个触摸检测区域108。通过这种对触摸检测区域的更精细的划分可以更加精确地检测驾驶员掌控方向盘的状态。在所提到的划分为三个触摸检测区域的情况下，通过三个触摸检测传感器能够识别出驾驶员是否正在用左手驾驶、用右手驾驶以及手是否搭靠在方向盘上方。
37.在根据本公开的实施方式中，如图1a中所示，独立于方向盘还设置参考负载105。用于测量触摸检测传感器103的触摸检测通道同时也用于测量该参考负载105。参考负载105可以具有预设的参考电容值和参考电阻值。下面参照图2a来更详细地解释参考负载的作用以及根据本公开的用于触摸检测的装置的原理。
38.图2a示出了根据本公开的、用于方向盘触摸检测的装置的原理图。在该实施方式中，仅针对一个触摸检测传感器和一个参考负载进行示例性说明，在存在多个触摸检测传感器和参考负载的情况下也可以以相同的方式冗余地进行设计。
39.用于方向盘触摸检测的装置具有触摸检测通道202，其既用于测量触摸检测传感器103的电抗值，即电容值csen和电阻值rsen，也用于测量参考负载105的电容值cref.m和电阻值rref.m。
40.该装置还具有处理器单元201，其基于参考负载105的预设的参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s、以及所测量的参考负载105的电容值cref.m和电阻值rref.m，确定所述触摸检测通道的操作是否正常，并且在确定所述触摸检测通道的操作正常的情况下，基于所测量的触摸检测传感器的电容值csen和电阻值rsen进行方向盘的触摸检测。
41.在具体的实施方式中，触摸检测传感器103具有电容元件，但是该电容元件在实际中不可能是理想电容器，即不可能仅具有电容值，它一定还具有电阻值。由此，为了更精确地检测在触摸检测传感器103或者其电容元件上发生的变化，必须既考虑电容值csen也考虑电阻值rsen。因此，触摸检测传感器103的阻抗值取决于其电容元件的电容值cref.m和电阻值rref.m以及在电容元件上施加的电压频率。
42.相应地，参考负载103也必须具有电容值和电阻值。处理器单元201可以将它们预设为参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s，以便检测触摸检测通道202是否操作正常。此外，处理器单元201还可以对参考负载105的参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s进行调整。为了保证验证的正确性和可靠性，以及排除环境以及电路故障对参考负载造成的影响，
需要参考负载的参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s是非常量，即是可变的。因为对于固定值的参考负载，随着环境的变化，参考负载103的参考电容值和参考电阻值会受到温度以及老化的影响而慢慢地发生改变。此外，如果处理器单元201此时还以原来记录的参考电容值/参考电阻值进行比较的化，一定会产生错误的判断。在具体的实施方式中，可以在每次测量触摸检测传感器103的阻抗值之前改变参考负载的参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s，或者可以在规定的范围内对其进行随机设置。
43.根据本公开的实施方式，触摸检测通道202是iq调制解调触摸检测通道，如图2b所示。处理器单元201通过收发器2011经由触摸检测通道202向参考负载105施加例如是正弦信号的第一载波信号；参考负载105的电容值cref.m和电阻值rref.m对第一载波信号进行调制，以得到第一载波调制信号；收发器接收该第一载波调制信号并且将其转发给iq解调器2012。通过对所接收到第一载波调制信号进行解调可以得到i分量和q分量，即参考负载105的电容值cref.m和电阻值rref.m，进而可以通过输出接口2013将它们传输给另外的设备或处理器以判断触摸检测通道的操作是否正常。
44.以类似的方式，处理器单元201通过收发器2011经由触摸检测通道202向触摸检测传感器103施加例如是正弦信号的第二载波信号；由于驾驶员的手对方向盘的触碰或握持，触摸检测传感器103当前的电容值为csen并且电阻值为rsen。触摸检测传感器103的电容值csen和电阻值rsen对第二载波信号进行调制，得到了第二载波调制信号；收发器接收该第二载波调制信号并且将其转发给iq解调器2012。通过对所接收到第二载波调制信号进行解调可以得到i分量和q分量，触摸检测传感器103的电容值csen和电阻值rsen，进而可以通过输出接口2013将它们传输给另外的设备或处理器以判断出驾驶员是否握住了方向盘。
45.由于触摸检测通道202的测量结果不仅取决于触摸检测传感器103或参考负载105的电容值和电阻值的大小，还取决于所述第一载波信号或第二载波信号的频率，而载波信号可能受到环境中的其他电磁波的干扰，因此为了更可靠地检测触摸检测通道202是否操作正常、特别是在真正检测触摸检测传感器103时是否能正常工作，优选地，所述第一载波信号和所述第二载波信号是相同的，即具有相同的载波波形和载波频率。因此，参考负载105的电容值cref.m和电阻值rref.m和触摸检测传感器103的电容值csen和电阻值rsen对相同的载波信号进行调制。由此，在检测参考负载105的过程中完全模拟了利用触摸检测通道202检测触摸检测传感器103的过程，从而进一步确保了通过参考负载来验证该装置是否正常运行的可靠性。
46.在具体的实施方式中，在如前面提到的as8579处理器芯片中，处理器的发射器为参考负载105或者触摸检测传感器103提供正弦电压信号作为载波信号。参考负载105的电容值cref.m和电阻值rref.m会直接引起该正弦电压信号的变化，即电容值cref.m和电阻值rref.m对该正弦电压信号进行了调制。另外，对于触摸检测传感器103来说，当人的手靠近或者施加到触摸检测传感器103上时，触摸检测传感器103本身的阻抗值会发生变化，即产生新的电容值csen和电阻值rsen，新的电容值csen和电阻值rsen同样会对所述正弦电压信号进行调制。电压信号经过电容和电阻作用转变为电流信号，该电流信号被处理器单元的接收器接收并将其解调为同相(i)分量和正交(q)分量，在对i/q信号进行滤波和偏移补偿之后，该测量值会被处理器转换为数字值以用于进一步处理。
47.在利用触摸检测通道202分别对参考负载105和触摸检测传感器103进行测量的过
程中，触摸检测通道202需要在这两个测量过程中进行切换。在一种实施方式中，触摸检测通道202可以通过开关装置与参考负载105和触摸检测传感器103连接，当要对参考负载105进行测量时，开关装置接通参考负载，断开触摸检测传感器103；当要对触摸检测传感器103进行测量时，开关装置接通触摸检测传感器103，断开参考负载105。在另外的实施方式中，处理器单元201可以通过触摸检测通道202以时分复用或者频分复用的方式同时对参考负载105和触摸检测传感器103施加相同的载波信号并接收调制后的信号。然后处理器单元可以分别对来自参考负载105的信号和来自触摸检测传感器103的信号进行处理。
48.图2c示出了具有多个触摸检测通道的用于方向盘触摸检测的装置的结构原理图。在方向盘被划分为多个触摸检测区的情况下，可以基于多个触摸感测区中至少一个触摸检测区的触摸检测结果，确定对方向盘的触摸操作，例如，如图1b所示，方向盘被划分为了三个触摸检测区。针对每个触摸检测区分别实施有如图2a所示的触摸检测通道，即触摸检测通道2021，2022，2023。针对每个触摸检测通道分别设置了触摸检测传感器103和参考负载105，每个参考负载被设置为预设的参考电容值和参考电阻值。每个触摸检测通道既用于测量其对应的触摸检测传感器的电容值和电阻值也同于测量其对应的参考负载的电容值和电阻值。针对相应的触摸检测通道2021，2022，2023，处理器单元201可以分别基于相应参考负载的预设的参考电容值和参考电阻值、以及所测量的参考负载的电容值和电阻值来确定相应的触摸检测通道的操作是否正常，并且在确定相应的触摸检测通道的操作正常的情况下，基于所测量的触摸检测传感器的电容值和电阻值进行所述方向盘的触摸检测，由此可以判断出驾驶员的手是否位于相应的触摸检测区，从而可以较准确地判断出驾驶员对方向盘的卧姿。
49.图3a示出了根据本公开的、用于方向盘触摸检测的方法的流程图。对于每个触摸检测通道，如已经参照图2a解释的，处理器单元201首先执行方法步骤s100，即将参考负载105设置为预设的参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s。如前面已经提到的，需要参考负载的参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s是非常量。因此，例如在每次执行方法步骤s100时，可以预设参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s，使其不同于之前设置的参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s。替换地，可以在规定的变化范围内随机地预设参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s。所述规定的变化范围取决于处理器单元201与触摸检测传感器103配合所得出的阻抗检测范围，该范围也是驾驶员的手部在触摸检测传感器103上所引起的通常的阻抗变化范围。以处理器单元as8579为例，它能够感测到的电容值的变化范围为20-2000pf。在这种情况下，可以将参考电容值cref.s设置为20-2000pf范围内的任意值。
50.在预设完成之后，执行方法步骤s200，该触摸检测通道202对参考负载105进行测量，测得电容值cref.m和电阻值rref.m。具体地，处理器单元201会向参考负载105发射作为载波信号的正弦电压，参考负载105的电容值cref.m和电阻值rref.m会直接引起该正弦电压信号的变化产生电流信号，即对该正弦电压信号进行了调制。该电流信号被处理器单元的接收器接收并将其解调为同相(i)分量和正交(q)分量，在对i/q信号进行滤波和偏移补偿之后，处理器单元得到当前时间点的电容值cref.m和电阻值rref.m。
51.然后，处理器单元201执行方法步骤s300，基于所预设的参考电容值cref.s和参考电阻值rref.s、以及所测量的电容值cref.m和电阻值rref.m来确定所述触摸检测通道202
的操作是否正常。在一种实施方式中，可以将预设的参考电容值cref.s/参考电阻值rref.s分别与所测量的电容值cref.m/电阻值rref.m做差，如果差值分别为零或者在预定的偏离范围内，则认为参考电容值cref.s/参考电阻值rref.s等于所测量的电容值cref.m/电阻值rref.m，由此确定触摸检测通道正常工作。反之，如果所述差值中的一个超出预定的偏离范围，则确定整个触摸检测通道中存在故障。替换地，还可以分别计算所测量的电容值cref.m/电阻值rref.m相对于预设的参考电容值cref.s/参考电阻值rref.s变化的百分比，即(cref.m-cref.s)/cref.s和(rref.m-rref.s)/rref.s。在另外的实施方式中，还可以计算预设的参考电容值cref.s/参考电阻值rref.s与所测量的电容值cref.m/电阻值rref.m的比值，如果比值分别为一或者在预定的偏离范围内，则认为参考电容值cref.s/参考电阻值rref.s等于所测量的电容值cref.m/电阻值rref.m，由此确定触摸检测通道正常工作。反之，如果所述比值中的一个超出预定的偏离范围，则确定整个触摸检测通道中存在故障。
52.在触摸检测通道正常工作，即判断结果为“是”的情况下，执行对触摸检测传感器的测量，即步骤s400。此时，类似于步骤s200，处理器单元201的发射器向触摸检测传感器103发射作为载波信号的正弦电压，触摸传感器上当前的电容值和电阻值引起正弦电压信号的变化并产生电流信号，即对该正弦电压信号进行了调制。该电流信号同样被处理器单元的接收器接收并将其解调为同相(i)分量和正交(q)分量，在对i/q信号进行滤波和偏移补偿之后，处理器单元得到当前时间点的触摸检测传感器的电容值csen和电阻值rsen。
53.在一种实施方式中，处理器单元201可以根据在不同时刻测得的触摸检测传感器的电容值csen和电阻值rsen来判断驾驶员是否握在方向盘上。例如，当人的手贴近或者握住方向盘时，人体的寄生电容将耦合到触摸检测传感器的电容元件上，使得触摸检测传感器的电容元件的电容值增大，即触摸检测传感器103的阻抗值发生变化，由此，新的电容值csen和电阻值rsen引起正弦电压信号的变化并产生电流信号，即对该正弦电压信号进行了调制。该电流信号同样被处理器单元的接收器接收并将其解调为同相(i)分量和正交(q)分量，在对i/q信号进行滤波和偏移补偿之后，处理器单元得到当前时间点的触摸检测传感器的电容值csen和电阻值rsen。在这种情况下，例如，在t1时刻测得的触摸检测传感器的电容值为csen1并且电阻值为rsen1，在稍晚的t2时刻所测得的触摸检测传感器的电容值为csen2并且电阻值为rsen2。通常，电阻值的变化不大。当t2时刻的电容值csen2大于csen1时，则确定驾驶员的手从离开方向盘的状态变换到了握持方向盘的状态。反之，如果电容值csen2小于csen1，则可以确定驾驶员的手从方向盘上离开。
54.在另外的实施方式中，处理器单元201可以根据在一个时间段中多次测量的触摸检测传感器的电容值csen和电阻值rsen来判断驾驶员是否握在方向盘上，例如，在所测得的电容值第一次增大之后的5s、10s、30s或更长的时间内继续以特定地频率多次测量触摸检测传感器，如果每次测得的电容值基本相同，则确定驾驶员的手真实地握住了方向盘。由此避免了由于驾驶员有意或无意地触碰方向盘而使处理器错误判断驾驶员已经握住了方向盘。
55.如果根据上面描述的步骤s300判断出触摸检测通道202没有正常工作，则图3a所示的流程转到步骤s500。步骤s500可以被称为故障处理步骤。在最简单的实施方式中，步骤s500可以直接发出故障指示，例如通过报警灯或者车载屏幕对驾驶员进行提示，以提醒驾驶员需要对触摸检测通道202进行检查或维修。
56.然而，触摸检测通道202本身有可能可以进行正常工作，但是由于一些特殊原因而造成在步骤s300的判断中得出所测量的电容值cref.m或电阻值rref.m相比于预设的电容值cref.s或电阻值rref.s偏差较大。为了进一步保证对触摸检测通道202的检查的可靠性，针对这些特殊原因，需要对检查流程进行调整以尽量排除这些特殊原因的干扰。
57.在一种情况下，参考负载105的阻抗大小可能会受到周围环境的影响而突然发生变化，从而相对于由处理器单元201预设的参考电容值和电阻值发生偏离。当偏离超过预定的偏离范围时，在步骤s300中会判断出所述触摸检测通道202发生故障。在另一种情况下，当处理器单元201对参考负载105的参考电容值和电阻值进行预设时，由于参考负载105的外围电路的短路或者断路，预设过程没有成功进行，因此参考负载105的参考电容值和电阻值卡在了之前设定的值。在这种情况下，也会导致随后测得的参考电容值和电阻值相对于预设的参考电容值和电阻值偏离超过预定的偏离范围。
58.在根据本公开的方法的有利的实施方式中，针对上述两种可能发生的情境，在图3a所示的用于方向盘触摸检测的方法的流程图的基础上增加了额外的步骤s501，如图3b所示。当在方法步骤s300中判断出触摸检测通道202的操作故障的情况下，在方法步骤s501中对参考负载105的预设的参考电容值和参考电阻值进行调整，即改变他们的值。新的参考电容值和参考电阻值可以在处理器单元201与触摸检测传感器103配合所得出的检测范围内随机选取。在完成方法步骤s501之后，重新执行方法步骤s200，即利用触摸检测通道202测量调整后的参考负载的电容值和电阻值。在方法步骤s300中，处理器单元201基于调整后的预设的参考电容值和参考电阻值、以及所测量的电容值和电阻值，再次确定所述触摸检测通道的操作是否正常。
59.如果在方法步骤s300中判断出触摸检测通道202正常工作，即排除了上面所提到的特殊原因产生的干扰，则可以继续执行步骤s400，对触摸检测传感器103的阻抗进行测量。如果在方法步骤s300中仍然判断出触摸检测通道202发生故障，则可以确定触摸检测通道发生故障，从而可以在步骤s502中发出故障指示，例如通过报警灯或者车载屏幕对驾驶员进行提示，以提醒驾驶员需要对触摸检测通道202进行检查或维修。
60.在另外的实施方式中，还可以多次重复执行步骤s501，并添加跳出循环的条件。通过冗余地进行步骤s501能够在最大程度上排除上面提到的特殊原因对判断触摸检测通道202是否操作正常造成的干扰。有利地，跳出条件可以是已经执行步骤s501的次数i，例如当i等于3、5或者10时，就不再执行步骤s501并跳出循环，并在s502中发出故障指示。
61.除了参考负载105本身的参考电容值和参考电阻值的意外变化会导致错误判断触摸检测通道202发生故障之外，当载波信号受到影响时也可能导致这种错误判断。如前面已经提到的，如今在方向盘上集成了越来越多的控制功能用以对多媒体和adas进行控制。为了实现这些控制功能，在方向盘上必然会安装有大量的芯片以及相应的电路，并且在这些芯片之间会进行数据传输。此外，在电动汽车中还存在电驱动系统，由于在大功率半导体开关器件开关过程中高电压、大电流的瞬变，也会引起强烈的电磁干扰。这就使得方向盘中的电磁环境变得复杂，因此处理器单元201通过触摸检测通道202发送的载波信号以及接收的载波调制信号也可能会受到电磁干扰的影响，从而载波信号或者载波调制信号会发生失真，最终导致iq解调出的电容值和电阻值的大小发生改变。当触摸检测通道202对参考负载105进行检测时，电磁干扰会使解调出的参考负载105的电容值和电阻值相对于由处理器单
元201预设的电容值的电阻值偏离预定的偏离范围。在这种情况下，在方法步骤s300中会错误地判断出触摸检测通道202发生故障。
62.为了尽可能消除电磁干扰带来的影响，在图3a所示的用于方向盘触摸检测的方法的流程图的基础上增加了额外的步骤s503。改进的方法流程图如图3c所示。当在方法步骤s300中判断出触摸检测通道202的操作故障的情况下，在方法步骤s503中，调整所述第一载波信号的载波波形和/或载波频率。通常使用的载波信号可以是正弦波、矩形波以及锯齿波。在方法步骤s503中，例如可以将载波信号从正弦波变换为矩形波或锯齿波。此外，在方法步骤s503中，还可以在处理器单元201的发射器和接收器的工作频率内，例如45至125khz内改变第一载波信号的频率。优选地，在方法步骤s503中还可以既改变第一载波信号的波形也改变其频率。从而最大程度地避开当前的电磁干扰。
63.然后，再次进行方法步骤s200，触摸检测通道202向参考负载施加调整后的第一载波信号。参考负载的电容值和电阻值，对调整后的第一载波信号进行调制，以得到更新的第一载波调制信号。然后，处理器单元201对更新的第一载波调制信号进行iq解调，最终得到参考负载的电容值和电阻值。然后，在方法步骤s300中，处理器单元201基于预设的参考电容值和参考电阻值、以及所测量的电容值和电阻值，来判断触摸检测通道的操作是否正常，如果判断结表明操作正常，则可以继续执行步骤s400，对触摸检测传感器103的阻抗进行测量。如果在方法步骤s300中仍然判断出触摸检测通道202发生故障，则可以确定触摸检测通道发生故障，从而可以在步骤s504中发出故障指示，例如通过报警灯或者车载屏幕对驾驶员进行提示，以提醒驾驶员需要对触摸检测通道202进行检查或维修。
64.在另外的实施方式中，类似于步骤s501，还可以多次重复执行步骤s503，并添加跳出循环的条件。通过冗余地进行步骤s503能够在最大程度上排除可能由电磁干扰对判断触摸检测通道202是否操作正常造成的干扰。所述跳出循环的条件可以是改变第一载波信号的次数，在仅改变载波波形的情况下，跳出循环的条件可以是改变了1、2或3次第一载波信号，在改变载波频率或两者同时改变的情况下，跳出循环的条件可以是改变4次或更多次第一载波信号。当达到跳出循环的条件时就不再执行步骤s503并跳出循环，并在s504中发出故障指示。
65.在一种优选的实施方式中，还可以并行地实施方法步骤s501和方法步骤s503。具体地，例如首先执行一次或多次方法步骤s501，即对参考负载105的预设的参考电容值和参考电阻值进行一次或多次调整，如果经过方法步骤s501的一次或多次执行，在方法步骤s300中始终确定触摸检测通道202存在故障，则在满足相应的跳出循环的条件后，开始执行方法步骤s503，即对第一载波信号的载波波形和/或载波频率进行调整，在执行一次或多次步骤s503的情况下，如果在方法步骤s300中始终确定触摸检测通道202存在故障，则在满足相应的跳出循环的条件后，发出故障指示。反之，如果在上述任一一个循环中，在方法步骤s300中确定触摸检测通道202操作正常，则可以继续执行方法步骤s400，即对触摸检测传感器103进行测量。
66.替换地，还可以串行地实施方法步骤s501和方法步骤s503。在一个循环中，既对参考负载105的预设的参考电容值和参考电阻值进行调整也对第一载波信号的载波波形和/或载波频率进行调整，如果在方法步骤s300中确定触摸检测通道202存在故障，则重复该循环直到满足相应的跳出循环的条件，然后发出故障指示。
67.在有利的实施方式中，还可以在触摸检测区中设置多个触摸检测传感器。由此，可以针对每个触摸检测传感器分别设置与其对应的参考负载，并针对每个参考负载分别执行如图3a-3c中所示的方法步骤s100至s300，以及可能的方法步骤s501和s502，来检查相应的触摸检测通道是否正常工作。在多个触摸检测通道中的至少一个被确定为操作正常时，就可以利用相应的触摸检测通道对其触摸检测传感器进行检测，从而判断出驾驶员的手是否位于该触摸检测区域。通过在触摸检测区中设置多个触摸检测传感器，即使在个别触摸检测传感器或其对于的触摸检测通道发生故障的情况下，其余的触摸检测传感器也能够检测出驾驶员的手是否位于该触摸检测区域，由此进一步提高了hod的可靠性。
68.在上面详细描述的本公开的示例实施例仅仅是说明性的，而不是限制性的。本领域技术人员应该理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可对这些实施例或其特征进行各种修改和组合，这样的修改应落入本公开的范围内。