CN103171626A - 一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置，包括汽车方向盘、汽车前轮、方向盘传感器、前轮传感器、转角计算及角度显示处理器、显示屏，汽车方向盘与汽车前轮相连，方向盘传感器连接汽车方向盘，将汽车方向盘旋转圈数和角度信息传递给转角计算及角度显示处理器，前轮传感器汽车前轮，将汽车前轮的旋转角度信息传递给转角计算及角度显示处理器，转角计算及角度显示处理器连接显示屏，将汽车方向盘的旋转圈数、旋转角度和汽车前轮的旋转角度通过显示屏进行显示。本发明对辅助汽车驾驶员完成倒车、转弯、入库等操作有重要作用，同时对汽车方向盘和前轮的归零指示和间隙调整具有重要的指导作用。

Description

一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置

技术领域

本发明涉及的是一种汽车的智能系统。

背景技术

汽车是利用方向盘驱动前轮作转向，为了减轻转向负荷，一般于方向盘至前轮之间设置适当减速比，为了提供更舒适的驾驶空间，现今汽车大都装设成动力方向盘，这使得方向盘的操纵更省力，尤其是车子在静止状态时其效果更显著，传统的普通方向盘车子静止状态时操纵起来非常吃力，有动力方向盘则轻而易举，但是，转向系统的省力化只是让驾驶人更舒适，但是由于汽车驾驶员不能够看到汽车前轮的实际转角，如果没有适当指示装置为之辅助，反而不容易将角度转得很正确，往往在不知不觉中就将角度转得太大或太小，这种情形尤其是在路边停车和倒车入库时特别容易发生，没有经验的新手遇到这些状况时，往往要尝试许多次才成功，有经验的老手或许可以很容易的就位，然而，在就位之后，前轮的角度还是无法得知，往往于车子停定之后或预开出前必须先探头检视，给驾驶员造成不便。

发明内容

本发明的目的在于提供实现汽车方向盘转角和汽车前轮转角的综合实时显示，并能够显示汽车前轮按照当前状态即将达到的位置的一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置，其特征是：包括汽车方向盘、汽车前轮、方向盘传感器、前轮传感器、转角计算及角度显示处理器、显示屏，汽车方向盘与汽车前轮相连，方向盘传感器连接汽车方向盘，将汽车方向盘旋转圈数和角度信息传递给转角计算及角度显示处理器，前轮传感器汽车前轮，将汽车前轮的旋转角度信息传递给转角计算及角度显示处理器，转角计算及角度显示处理器连接显示屏，将汽车方向盘的旋转圈数、旋转角度和汽车前轮的旋转角度通过显示屏进行显示。

本发明还可以包括：

1、汽车方向盘的旋转圈数和角度通过渐开线和数值两种方式显示，汽车前轮转角采用扇形扫描和数值两种方式显示。

2、汽车方向盘左旋的渐开线为

$\left\{\begin{array}{c}x=r\×(\cos \left(t\right)+t\×\sin \left(t\right))\\ y=r\×(\sin \left(t\right)-t\×\cos \left(t\right))\end{array}\right.,$

x为渐开线的横坐标，y为渐开线的纵坐标，r为渐开线的基圆半径，t为汽车方向盘的旋转角度，进行物理坐标到屏幕坐标的转换：

$\left\{\begin{array}{c}X=R\×\cos \left(t\right)\\ Y=R\×\sin \left(t\right)\end{array}\right.,$

X为屏幕绘制的横坐标，Y为屏幕绘制的纵坐标，R为屏幕绘制时的半径

汽车方向盘右旋渐开线为：

$\left\{\begin{array}{c}x=-r\×(\cos \left(t\right)+t\×\sin \left(t\right))\\ y=r\×(\sin \left(t\right)-t\×\cos \left(t\right))\end{array}\right..$

本发明的优势在于：本发明实现汽车方向盘转角和前轮转角的协同实时显示并给出汽车前轮按照当前状态即将达到的位置，对辅助汽车驾驶员完成倒车、转弯、入库等操作有重要作用，同时对汽车方向盘和前轮的归零指示和间隙调整具有重要的指导作用。

附图说明

图1为本发明的组成框图；

图2a为汽车方向盘旋转圈数和角度显示界面图a：方向盘左旋；

图2b为汽车方向盘旋转圈数和角度显示界面图b：方向盘右旋。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～2，本发明一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置，包括方向盘和前轮双向角度显示屏1、转角计算及角度显示处理器2、和汽车方向盘4连接的增量式角度传感器3、和汽车前轮5相连的增量式角度传感器6等几个部分组成，能够由和汽车方向盘4连接的增量式角度传感器3获取汽车方向盘旋转圈数和角度，由和汽车前轮5相连的增量式角度传感器6获取汽车前轮的旋转角度。上述角度信息经转角计算及角度显示处理器2处理后，由方向盘和前轮双向角度显示屏1进行显示。方向盘和前轮双向角度显示屏1同时显示方向盘旋转圈数、旋转角度以及汽车前轮的旋转角度。对汽车方向盘的多圈旋转采用渐开线的方式显示，使汽车方向盘旋转的圈数和角度能够直观显示。通过液晶显示屏同时实现方向盘旋转圈数、旋转角度以及汽车前轮的旋转角度，实现方向盘转角和前轮转角的同步实时动态观察。通过转角计算及角度显示处理器2能够给出汽车前轮按照当前状态即将达到的位置，为汽车驾驶员提供预先判断指示。

本发明装置提供的一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置，用于观察汽车方向盘旋转圈数和旋转角度以及汽车前轮的转动角方向，实现汽车方向盘转角和汽车前轮转角的综合实时显示，并显示汽车前轮按照当前状态即将达到的位置。其主要作用是为驾驶员提供一种方向盘和汽车前轮实时转动角度显示装置，为停车方向盘归位、转弯行驶、停车入库等操作提供方面。

汽车方向盘和前轮转角综合显示装置主要包括方向盘和前轮双向角度显示屏1、转角计算及角度显示处理器2、和汽车方向盘1连接的增量式角度传感器3、和汽车前轮5相连的增量式角度传感器6等几个部分组成。在具体实施过程中增量式角度传感器3和汽车方向盘1之间通过弹性联轴器连接，使增量式角度传感器3能够检测到方向盘的多圈旋转动作，增量式角度传感器6和汽车前轮之间通过齿轮和齿条进行连接，将汽车前轮的左右旋转动作转化为增量式角度传感器6的角度信息。增量式角度传感器3和增量式角度传感器6的角度信息被转角计算及角度显示处理器2采集，同时实现两路增量式角度传感器的信息，并分别将传感器的脉冲信息根据单位角度脉冲数换算成实时角度信息。由于汽车方向盘旋转为多圈双向旋转，为了能够实时显示其转动角度和圈数，在转角计算及角度显示处理器2中采用渐开线的方式显示。汽车方向盘左旋渐开线的方程如式（1）所示：

$\left\{\begin{array}{c}x=r\×(\cos \left(t\right)+t\×\sin \left(t\right))\\ y=r\×(\sin \left(t\right)-t\×\cos \left(t\right))\end{array}\right.---\left(1\right)$

式（1）中，x为渐开线的横坐标，y为渐开线的纵坐标，r为渐开线的基圆半径，t为汽车方向盘的旋转角度，采用弧度制。

由于在显示屏上绘制时，需要进行物理坐标到屏幕坐标的转换，此转换如下式所示。

$\left\{\begin{array}{c}X=R\×\cos \left(t\right)\\ Y=R\×\sin \left(t\right)\end{array}\right.---\left(2\right)$

式（2）中，X为屏幕绘制的横坐标，Y为屏幕绘制的纵坐标，R为屏幕绘制时的半径选择，此半径根据显示屏的像素尺寸进行适当设置，t仍为汽车方向盘的旋转角度，采用弧度制。

同理，汽车方向盘右旋渐开线的方程如式（3）所示：

$\left\{\begin{array}{c}x=-r\×(\cos \left(t\right)+t\×\sin \left(t\right))\\ y=r\×(\sin \left(t\right)-t\×\cos \left(t\right))\end{array}\right.---\left(3\right)$

汽车方向盘旋转圈数和角度显示界面图如附图2所示。

方向盘和前轮双向角度显示屏1采用旋转联动显示模式，在方向盘和汽车前轮均为角度为零时，方向盘和前轮双向角度显示屏1不显示任何信息，此时显示屏可以用来显示DV或导航信息。当汽车方向盘和汽车前轮由于旋转而产生角度时，方向盘和前轮双向角度显示屏1将自动显示方向盘旋转圈数、旋转角度以及汽车前轮的旋转角度，其中方向盘圈数和转角采用渐开线方式显示，汽车前轮转角采用扇形扫描方式显示，所有角度信息均采用数值和图像两种方式进行实时显示，并根据采集到的方向盘角度和汽车前轮角度信息，实时计算方向盘和汽车前轮角度的角度增益比，此数字可以用来检测方向控制系统中的机械间隙变化，并能对机械故障进行提前预报。

方向盘和前轮双向角度显示屏1同时能够根据当前汽车前轮的转角信息和当前车速，实时预报汽车按照当前状态即将达到的位置，此功能能够在汽车低速行驶起到避碰和位置预测等作用。

Claims (3)

1.一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置，其特征是：包括汽车方向盘、汽车前轮、方向盘传感器、前轮传感器、转角计算及角度显示处理器、显示屏，汽车方向盘与汽车前轮相连，方向盘传感器连接汽车方向盘，将汽车方向盘旋转圈数和角度信息传递给转角计算及角度显示处理器，前轮传感器汽车前轮，将汽车前轮的旋转角度信息传递给转角计算及角度显示处理器，转角计算及角度显示处理器连接显示屏，将汽车方向盘的旋转圈数、旋转角度和汽车前轮的旋转角度通过显示屏进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置，其特征是：汽车方向盘的旋转圈数和角度通过渐开线和数值两种方式显示，汽车前轮转角采用扇形扫描和数值两种方式显示。

3.根据权利要求2所述的一种汽车方向盘和前轮转角综合显示装置，其特征是：汽车方向盘左旋的渐开线为

$\left\{\begin{array}{c}x=r\×(\cos \left(t\right)+t\×\sin \left(t\right))\\ y=r\×(\sin \left(t\right)-t\×\cos \left(t\right))\end{array}\right.,$

x为渐开线的横坐标，y为渐开线的纵坐标，r为渐开线的基圆半径，t为汽车方向盘的旋转角度，进行物理坐标到屏幕坐标的转换：

$\left\{\begin{array}{c}X=R\×\cos \left(t\right)\\ Y=R\×\sin \left(t\right)\end{array}\right.,$

X为屏幕绘制的横坐标，Y为屏幕绘制的纵坐标，R为屏幕绘制时的半径汽车方向盘右旋渐开线为：

$\left\{\begin{array}{c}x=-r\×(\cos \left(t\right)+t\×\sin \left(t\right))\\ y=r\×(\sin \left(t\right)-t\×\cos \left(t\right))\end{array}\right..$

Images