CN104736412A - 转向盘灯条 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的转向设备，所述转向设备包括将指示和警告灯信号提供给所述车辆的使用者的灯元件。所述灯元件可与安装到转向盘握把上的用于控制所述灯元件的操作的PCB相关联。所述PCB可被热耦合到换热部件，使得来自所述灯元件的热量从所述PCB传递到所述转向盘握把。

Description

转向盘灯条
相关申请
本公开要求于2012年10月23日提交的标题为“转向盘灯条(Steering Wheel Light Bar)”的美国专利申请号61/717,540的优先权，该申请的内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及一种包括灯元件的转向设备。更确切地，本发明涉及了一种包括向使用者提供指示和警告信号的灯元件的车辆转向盘。
背景技术
各种先进的驾驶员辅助系统结合了视觉、听觉和/或传感器警告。用于这些辅助系统的可视界面必须最小化驾驶员对警告的反应时间和驾驶员理解并响应于警告或信息的工作量两者。常规的仪器面板和中控台显示器(center-stack display)要求使驾驶员的注意力离开车辆驾驶。类似地，理想化平视显示器可能抖动，并且有时使驾驶员分心。因此，本领域中需要一种这样的驾驶员辅助系统：所述辅助系统利用驾驶员的周边视觉并且允许驾驶员将两只手都留在转向盘上，同时维持注意力集中在他们的直接视线上。这样做时，驾驶员就能够在关键驾驶情况下获得宝贵且重要的反应时间。
发明内容
本公开呈现用于在转向设备中提供灯元件的系统和方法。本公开的一个方面涉及一种用于车辆的转向设备。所述转向设备可包括转向握把、灯元件以及PCB(印刷电路板)。转向握把可配置成用于抓握以有助于控制车辆。灯元件可在物理上与PCB相关联。PCB可安装到转向握把，并且被热耦合到与转向握把相关联的换热部件，其中所述换热部件被配置成将热量从PCB传递到转向握把。
本公开的另一方面涉及一种转向设备，所述转向设备包括转向握把、灯元件、PCB、外部透镜以及增亮膜。转向握把可配置成用于抓握以有助于控制车辆。灯元件可安装到PCB，并且PCB可安装到转向握把并向灯元件提供操作指令。外部透镜可配置成覆盖灯元件并且大小和形状设计成提供与转向盘辋的外表面邻近的外表面。增亮膜可位于灯元件与外部透镜之间。
本公开的另一方面涉及一种用于车辆的转向设备，所述转向设备包括转向柱、转向盘辋以及灯元件。所述转向盘辋可通过辐条和轮毂联接到转向柱。灯元件可包括安装到PCB的多个发光源和邻近转向盘辋的外表面的外部透镜。PCB可安装到转向盘辋。PCB还可被热耦合到与转向盘辋相关联的换热部件。PCB可向所述多个发光源中的每个提供信号指令。灯元件可包括沿转向盘辋的内表面的部分以及在转向盘辋的径向方向上的部分。
本发明的一个或多个实施方式的细节将在附图和以下说明中阐述。从说明书和附图、以及从权利要求中，本发明的其它特征、目的以及优点将会显而易见。
附图说明
所述装置在以下示例性的附图中更详细地阐述。附图仅为示例性的，用以说明优选装置结构以及可单一地或与其它特征组合地使用的某些特征。本发明不应被限于所示实施方式。
图1为示例性转向设备的局部视图；
图2为示例性转向设备的局部视图；
图3A为示例性转向握把的示意性横截面图；
图3B为示例性转向握把的顶部区段的局部视图；
图3C为示例性转向握把和灯元件的示意性局部横截面图；
图4为示例性转向握把和灯元件的示意性局部横截面图；
图5A为示例性灯元件的局部横截面图；
图5B为示例性灯元件的局部横截面图；
图5C为示例性灯元件的局部横截面图；
图6A为示例性转向握把的平面图；
图6B为示例性转向握把的平面图；
图6C为示例性转向握把的平面图；
图6D为示例性转向握把的平面图；
图7为示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图8为示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图9为示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图10为示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图11为示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图12为示例性转向握把和灯元件的局部平面图；
图13为示例性转向设备的示意性计算机系统架构；以及
图14为示例性转向设备的示意性计算机系统架构。
具体实施方式
现将参考附图来描述本发明的某些示例性实施方式。一般来说，所述此类实施方式涉及一种用于车辆的转向设备。图1为具有转向握把102的示例性转向设备100的局部平面图。转向握把102可被配置成用于抓握，以有助于控制对车辆的控制。例如，转向握把102可安装在固定部件(未示出)上，使得其可围绕转向轴线旋转移动。示例性固定部件可包括例如转向柱，其接收沿转向轴线延伸的转向心轴，并且用于将转向握把102的旋转运动传递至给机动车辆的车轮。转向握把102的旋转运动可通过机械和/或电手段传递给车轮。在示例性实施方式中，转向握把102可包括单个连续抓握部分或任何数目的独特抓握区段。例如，转向握把102可包括具有基本上圆形的外部轮廓的环形圈形状，其外部轮廓的形状基本上为圆形。在替代实施方式中，转向握把102可限定任何合适的形状，包括例如圆形、椭圆形、正方形、矩形或任何其它规则或不规则形状。
在示例性实施方式中，转向设备100还包括用于向车辆的驾驶员提供指示和/或警告灯信号的灯元件104。灯元件104可包括例如液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管显示器、有源矩阵显示器、分段显示器(例如，改进的黑向列(INB)、超扭曲向列(STN)等)、发光二极管(LED)、液晶显示器、激光、卤素、荧光、红外线(IR)LED照明器、或任何其它合适的发光元件。在替代实施方式中，灯元件可包括具有位于(实心或空心)模制塑料杆的相对端的开始和结束LED的灯管(未示出)。转向设备100还可包括反射材料或表面以用于回收从灯元件104发射的光，并且可用来将光引向驾驶员。在示例性实施方式中，当灯元件104包括IR LED照明器时，IR LED的照明还可向转向握把102提供期望的热效应，并且可将热量引向驾驶员的手部。例如，转向握把102可包括加热元件、通常为加热器网，用以对转向握把102提供热效应。可将加热网包裹在转向握把102周围和/或并入到握把覆盖材料中。在示例转向设备100中，加热网不覆盖在转向握把102的包括灯元件104的部分上，从而导致热效应中产生缺口。IR LED可用作灯元件104来在灯元件104的区域中提供热效应，从而在转向握把102的表面处提供完整的热效应。在另一示例转向设备100中，加热网部分地或完全地覆盖转向握把102的包括灯元件104的部分，从而减少和/或消除在热效应中的任何缺口。
在示例性实施方式中，灯元件104可显示单个色彩或多个色彩。例如，示例性LED可包括单色LED、双色LED以及三色LED。转向设备100可包括单个灯元件104或任何数目的灯元件104。此外，不同类型的灯元件104可在相同转向设备100上实施。例如，转向握把102可包括标准LED和IR LED两者。灯元件104可位于转向握把102的任何部分。例如，如图1所示，灯元件104可位于转向握把102的内边缘上。在替代实施方式(未示出)中，灯元件104可位于转向握把102的外边缘上。在替代实施方式(未示出)中，灯元件104可位于转向握把102的前面或后面上。灯元件104可在由转向握把102的周长/直径限定的方向上提供。例如，如图1所示，灯元件104可在转向握把102的内径上沿转向握把102的上半部的方向延伸。灯元件可限定任何合适形状，包括例如圆形、椭圆形、正方形、矩形或任何其它规则或不规则形状。例如，如图1所示，示例性灯元件104设有具有曲线边的细长形状。在图2中提供的替代实施方式中，灯元件104可包括在转向握把102的径向方向上延伸的竖直元件106。
图3A提供示例性转向握把102的示意性侧视横截面图。如图3A所示，示例性转向握把102包括定位在转向握把102的内径上的灯元件104。具体地说，图3A示出转向握把102的主体和灯元件104的大小可设计成且配置成使得转向握把102的主体为灯元件遮蔽环境光108。例如，如图3B和图3C所提供，为灯元件104遮蔽指向转向握把102的上部部分/顶侧的环境光108。由于为灯元件104遮蔽环境光108，因此较低强度的灯信号可被使用。在示例性实施方式中，灯元件104的日间警告强度可为约150尼特到约800尼特。在特定实施方式中，灯元件104的日间强度可为约150尼特到约500尼特。在另一实施方式中，灯元件104的日间强度可为约150尼特到约250尼特。在另一实例中，灯元件104的日间强度可为至少约250尼特。在另一实例中，灯元件104的日间强度可为至少约150尼特。在另一示例性实施方式中，由于夜间存在较少的环境光，并且由于为灯元件104遮蔽现有的环境光108，因此灯元件104的夜间警告强度可为至少约5尼特到约50尼特。在另一实例中，灯元件104的夜间警告强度可为至少约5尼特到约25尼特。在另一实例中，灯元件104的夜间警告强度可为至少约5尼特到约15尼特。在另一实例中，灯元件104的夜间警告强度可为至少约5尼特到约10尼特。在另一实例中，灯元件104的夜间警告强度可为至少约5尼特。
在示例性实施方式中，透镜110被配置成覆盖灯元件104。透镜110的大小和形状可设计成对应于灯元件104的大小和形状。如图4所示，透镜110的外表面可邻近转向握把102的外表面。例如，透镜110可提供与转向握把102的外表面一致的表面。在替代实施方式(未示出)中，透镜110可提供具有与转向握把102所限定的轮廓不同的一般形状的外表面。外部透镜110可包括完全或部分透明、半透明或不透明主体。外部透镜110可由硬性或软性材料来构造。外部透镜110可包括用于向驾驶员提供抓握或“感觉”的表面特征或纹理。外部透镜110可由单层材料或多层材料构造。外部透镜110可过滤、引导或以其它方式修改从灯元件104发射的灯信号的特性。在示例性实施方式中，透镜110被配置成为灯元件104遮蔽环境光。
如图4所示，转向握把102还包括：框架112，所述框架112提供用于转向握把102的支撑结构；载体114，所述载体114安装到框架112并且被配置成接合用于支持和控制灯元件104的操作的PCB116和/或控制电路系统。载体114的大小和形状可设计成有助于对各种框架112、PCB 116和外部透镜110结构的附接。载体114可使用螺杆、钩子、夹子、或本领域已知的任何其它形式的机械紧固件安装到框架112。示例性载体114可使用导热“间隙垫”或其它导热粘合剂来与框架112连结。框架112还可限定用于转向握把103的中心轮毂和辐条的支撑结构。在替代实施方式(未示出)中，并不要求载体114，并且PCB 116和/或控制电路系统联接到转向握把102的框架112。如图4所示，示例性转向握把102包括覆盖物118，所述覆盖物118被配置成覆盖转向握把102主体的外部并且提供在车辆的操作期间供驾驶员来把握的表面。在示例性实施方式中，覆盖物118还可部分地或完全地覆盖透镜110，而不严重影响对驾驶员的光传输。预期的是，当覆盖透镜110时，覆盖物118隐藏透镜110和不照明时的灯元件104。示例性覆盖物118材料包括例如皮革、布料、聚氨酯泡沫和各种其它合成材料。
在示例性实施方式中，为了减少能量消耗和热量产生，从灯元件104发射的光被过滤和引导，以最大化被引导穿过外部透镜110的光信号。在示例性实施方式中，使用固态丙烯酸透镜118来回收从灯元件104发射的光。透镜118的形状可为梯形形状，使得光在沿期望所要方向(即，向驾驶员)反射。在示例性实施方式中，将载体114的反射表面涂成白色，以便确保光沿在所要期望方向上反射，并且不内部折射到系统。可将填充物和纤维添加到外部透镜110和/或透镜118，以将光向驾驶员引导，并且增加从外部透镜110输出的光的亮度。在另一实施方式中，可使用增亮膜120来将光引向驾驶员引导。示例性增亮膜120可单独地使用，或多个膜可堆叠在一起。如图5B所示，多个增亮膜120可邻近于透镜118而来堆叠。在另一实施方式中，在不需要高光强度情况下，可使用漫射膜122和/或带纹理的透明透镜表面。如图5B中所示出所示，漫射膜可定位成邻近于增亮膜120。在替代实施方式中，漫射膜122可定位成邻近LED 116。光穿过漫射膜122，并且到达增亮膜120中。另一漫射膜122可定位成邻近增亮膜120和透镜110。通过稳固灯元件104到外部透镜110之间的紧联接，输出光的亮度得以增加。增亮膜120、漫射膜122和透镜118/110的任何次序或组合都可预期。在示例性实施方式中，增亮膜120和漫射膜122可堆叠和定向的方式为使得进入透镜110的环境光无法穿过透镜110。阻挡环境光允许透镜110具有较高的透射率，同时防止驾驶员从外面看到灯组件和转向握把102的内部部件。
灯元件104可与用于控制灯元件104提供的灯信号的操作的电路系统相关联。在示例性实施方式中，可将灯元件104直接接线到转向设备100的控制电路系统。例如，灯元件104可包括T型LED，所述T型LED可通过内联电阻器接线到转向设备100电源。在替代实施方式中，灯元件104可与安装到车辆的电子控制单元或与其相关联的PCB(未示出)或处理器相关联。PCB/处理器可配置成将操作指令从车辆提供给灯元件104。在另一实施方式中，灯元件104可与被配置成将操作指令提供给灯元件104的PCB 116相关联。例如，如图4所示，灯元件104可以物理方式安装到PCB 116的表面。PCB 116可包括例如刚性、半刚性和柔性类型PCB 116。示例PCB 116可包括柔性电路，其中LED 116安装到充当散热片的衬底材料(backing material)。衬底材料可包括例如铝柔性衬底。PCB的其它类型和组合是预期的。
在示例性实施方式中，PCB 116可安装到转向握把102。例如，如图4所示，PCB 116和/或控制电路系统通过载体114安装到转向握把102的框架112。在替代实施方式(未示出)中，PCB 116和/控制电路系统直接安装到转向握把102的框架112。示例性PCB 116的基板材料可由FR-4(G-10)玻璃增强环氧树脂层压板来构造。由于FR-4具有较差的导热性(约0.003W/cm·C°)，并且由于框架112可由具有高导热性的材料(包括例如镁合金(铸模)(1.575W/cm·C°)、铝合金(铸模)(2.165W/cm·C°)以及钢(低碳)(0.669W/cm·C°)来构造，因此期望将PCB 116热耦合到框架112，以便将热量从灯元件104耗散离开。在示例性实施方式中，PCB 116可被热耦合到与转向握把102相关联的换热部件。换热部件可配置成将热量从PCB 116传递到转向握把102。换热部件可包括例如导热树脂、环氧树脂、聚合物、硅树脂、粘合剂、热垫和/或金属。在示例性实施方式中，转向握把102可联接到中心轮毂和辐条以使得来自灯元件104的热量可从转向握把102传递到转向握把102的辐条和中心轮毂。
在高强度环境(例如，5尼特或更大)中，为了确保驾驶员舒适地把握转向握把102并且延长灯元件104的寿命(以照明小时计)，示例性换热部件必须以足以确保转向握把102的表面温度不超过约45℃的速率耗散来自灯元件104的热量。在仅使用低强度灯元件104的替代实施方式中，转向设备100可不包括换热部件。例如，在灯元件104以至多5尼特的强度产生光的系统中，灯元件104输出的热量将使得不必使用换热部件来耗散来自光源104的热量。
在示例性实施方式中，转向设备100可包括沿转向握把102定位的单个PCB 116或多个PCB 116。例如，如图6A所示，转向握把102可包括横跨转向握把102的整个周边的单个PCB 116，从而提供360°照明系统。在图6B中示出的替代实施方式中，转向握把102可包括沿转向握把102所限定的周边的上半部的单个PCB 116。在图6C到图6D中示出的另一实施方式中，转向握把102可包括多个PCB 116。由于转向设备100且尤其是转向握把102被构造成承受碰撞情况下的大量负载，因此包括多个PCB的转向握把102可使PCB 116将在冲击和/或气囊展开后破裂的可能性较小。此外，通过使得多个PCB 116沿转向握把102的直径且尤其是沿转向握把102辋的上半部定位，可有助于降低PCB 116将在转向盘握把102的辋上的12点钟位置处的负载下破裂的可能性。如图6C所示，转向握把102可包括多个PCB116，包括例如PCB 116A可位于转向握把102直径的右部部分上，并且PCB 116B可位于转向握把直径的左部部分上。在图6D中示出的另一实施方式中，转向握把102可包括三个PCB 116。PCB 116A可位于转向握把102的右部部分上，PCB 116B可位于转向握把的左部部分上，并且PCB 116C可位于转向握把102的顶部中心部分上、介于PCB 116A与PCB 116B之间。在另一实施方式(未示出)中，转向握把102可包括位于转向握把102的下部部分上的PCB 116。PCB 116的任何数目的位置和数量均被视为在所公开的实施方式内。
在示例性实施方式中，PCB 116包括用于指引灯元件104的操作的单个区或多个区。例如，在示例性实施方式中，PCB 116可包括用于控制灯元件104的操作的一个区。PCB 116可基于提供到PCB 116的对应区的指令来控制灯元件104。灯元件104可包括单个光源如一个LED，或其可包括多个光源，即，多个LED。在示例性实施方式中，PCB 116可将单独指令提供给相同区内的单独LED中的每个。
在替代实施方式中，PCB 116可包括多个区，例如两个或更多个区，每个与不同的灯元件104或灯元件104组相关联。每个区可配置成将单独操作指令提供给它们相应的灯元件104。在示例性实施方式中，可将LED布置成组，并且LED的每个组被分配有PCB 116上的一个区。例如，PCB 116可包括36个LED型灯元件104。示例性PCB116可分为四个区，每个区与9个LED相关联。PCB 116可基于相应区所提供的指令来分别地控制四个区中的每个区中的LED的操作。
在替代实施方式中，PCB 116可包括对应于PCB 116上存在的灯元件104的数目的多个区，其中每个区将操作指令提供给其对应的单独灯元件104。例如，示例性PCB 116可包括36个LED型灯元件104以及对应于36个LED中的每个的36个区。PCB可基于提供给对应36个区中的每个区的指令来单独地控制36个LED中的每个的操作。
在示例性实施方式中，转向设备100可包括与PCB 116通信连接的处理器。处理器可配置成指引灯元件104的操作。处理器可与转向设备100相关联。在示例性实施方式中，所述处理器可位于转向握把102的PCB 116上、或接近转向握把102的PCB 116。在替代实施方式中，处理器可位于车辆的电子控制单元上、或以其它方式与车辆的电子控制单元相关联。在另一实施方式中，处理器可位于其它车辆系统上、或以其它方式与其它车辆系统相关联。在处理器与除了转向设备100和/或转向握把102外的系统相关联的情况下，可提供从替代系统到灯元件104的通信线路(即，数据和/或电力缆线)。例如，灯元件104和/或PCB 116可通过从ECU单元延伸到灯元件104/PCB 116的缆线来连接到车辆的电子控制单元(ECU)。在另一实例中，PCB 116上的特定区可与同除了转向设备100和/或转向握把102外的系统相关联的处理器通信，并且可提供从替代系统到分区的PCB 116的通信线路(即，数据和/或电力缆线)。
在示例性实施方式中，灯元件104、PCB 116和处理器通过两根缆线来与车辆通信连接，其中第一缆线可将电源提供给灯元件104、PCB 116和处理器，并且第二缆线提供转向设备100与车辆之间的数据连接。在另一实例中，灯元件104、PCB 116和处理器可通过两根缆线来与车辆通信连接，其中一根缆线包括多个通信线路，并且第二缆线包括电源。例如，在PCB 116包括6个区的情况下，第一缆线可包括用于指示对应区的操作的6个通信线路，并且第二缆线可为用于向PCB 116供电的电源。灯元件104、PCB 116和处理器可替代地在仅电源处与车辆通信。
在示例性实施方式中，处理器可配置成接收来自车辆的信息。从车辆接收到的信息可包括例如GPS(全球定位系统)信息、导航信息、外物接近信息、车辆性能信息、一般警告信息、路线信息、可从车载传感器如相机、雷达、LIDAR(光检测和测距)系统获得的定位信息、车辆通信系统信息以及与车辆操作有关的任何其它信息、使用者的状态和/或转向设备100的机能(functioning)。
导航信息可包括例如为路线改变做的准备(例如，预期将发生的路线改变时的车道推荐)、导航路线改变(例如，用于遵循所确定的路线的指令和/或所确定的路线已重新计算的通知)以及距路线改变的距离(例如，距转弯的距离)。外物接近信息可包括例如距所识别的外物的距离和方向、外物大小以及外物的相对速度和方向。车辆性能信息可包括例如车辆的启动/停止操作、电池寿命/状态、油位、燃料效率、引擎RPM、车辆过度转向、车辆转向不足、涡轮增压器/超级增压器增压、电动车辆(eV)状态、时停时走车辆模式、转向握把102直前位置、车辆侧向加速度、自主车辆驾驶状态信息以及自适应巡航控制状态信息。一般车辆警告信息可包括例如乘员约束信息、气囊状态信息、车门或车窗打开/半开、低胎压、车辆娱乐和通信系统状态(例如，呼入、蓝牙激活、音量等)。路线信息可包括例如剩余路线量值(例如，作为二进制时钟倒数的赛车单圈时间、圈段、时间段等)以及剩余/完成路线量值(例如，赛车圈量)。
可响应于从转向设备100接收到的信息和/或从车辆接收到的信息来指引灯元件104的操作。灯元件104可用来将信息和警告信号提供给车辆的驾驶员。在另一实施方式中，灯元件104可用来提供美观/装饰效果。例如，除了向驾驶员提供车辆的操作状态的指示之外，灯元件104可在车辆启动时被用来提供装饰效果。
指引灯元件104的照明可包括例如灯元件104的开/关状态、强度、设计/图案、开/关照明周期、色彩、或灯元件的可受控制或以其它方式来操纵的任何其它特征。在示例性实施方式中，可控制灯元件104的开/关状态。例如，在包括多个灯元件104的实施方式中，在给定时间上照明的灯元件104的数量可用来指示警告或事件的重要性和/或程度，所照明的数目越大，警告/事件的威胁性和/或重要性越大。类似于数量，灯元件104的强度可用来指示警告或事件的重要性和/或程度，光强越大，警告/事件的威胁性和/或重要性越大。还可控制灯元件104的开/关照明周期或照明频率以产生像闪烁或闪光灯的效果。例如，可使用高频开/关照明周期来向驾驶员指示重要和/或时间敏感事件，如撞击或碰撞警告。在另一实例中，当灯元件104包括IR照明器时，可使用频闪/闪光信号来照射驾驶员的眼睛，以供用于基于相机的驾驶员监视系统。示例性IR照明器型灯元件104的操作可与相机或其它感测装置、以及处理器定时通信，以捕获驾驶员的眼睛的图像。此外，IR LED的使用可用来减轻在驾驶员佩戴眼镜时的光反射。
对用于在某个位置照明的灯元件104的选择也可用来指示警告或事件的相对位置。例如，如果在汽车的前方驾驶员侧区段预期到撞击或碰撞警告，那么可使转向握把102上的对应位置(即，左上象限)处的灯元件104照明。类似地，可使用开/关照明周期来产生运动效果。可使用光图案的感知方向来指示警告的相对方向。例如，从转向握把102的中心开始且朝握把102的左侧行进的开/关照明图案可产生朝左侧的照明波状效果，其可用来指示与车辆的左侧相关联的警告/事件、或向驾驶员指示导航设定中的将发生的路线改变。
在示例性转向设备100中，也可控制灯元件104的照明图案。例如，在包括多个灯元件104的实施方式中，灯元件104的大小可设计成并且灯元件104可定位成使得形状或图案可通过使特定的灯元件照明来产生。在示例性实施方式中，还可控制灯元件104的色彩。灯元件的色彩可用来指示与特定事件相关联的严重性或威胁性水平。例如，可使用如红色、黄色和绿色等色彩来指示与特定事件相关联的逐步升级的严重性/威胁性，红色指示严重，黄色指示中等严重/警告，并且绿色指示很小或无威胁。例如，如果车辆感测到撞击或碰撞警告，或如果车辆正比允许速度限制更快地行进，那么随着警告/事件的严重性逐步升级，灯元件104的色彩可从绿色进入黄色再到红色。在替代实施方式中，控制灯元件104的色彩可用来指示车辆状态或提供一般驾驶员指示。例如，可使用如蓝色或白色等色彩来指示一般车辆状态和驾驶员指示。
以下照明组合被提供为示例性的，并且不应视为限制所公开的发明。也构想了另外和替代的灯元件104的位置和配置。可利用灯元件104的操作的各种组合来指示与特定警告/事件相关联的相对位置和/或威胁级别，以及向驾驶员提供一般状态信息。
在示例性实施方式中，可响应于从车辆接收到的信息和/或从转向设备100接收到的信息来指引灯元件104的操作。从车辆接收到的信息可包括例如GPS信息、车载传感器信息、相机信息、通信系统信息以及车道位置信息。可指引灯元件104的操作以向驾驶员提供车道偏离警告。图7中示出了示例性车道偏离警告指示，其中灯位置指示威胁事件的方向。当车辆在直前取向上时，照明的灯元件104可在转向握把102上的中心(位置1)。响应于所接收到的信息，随着车辆移向行进车道左侧，使转向握把102的左侧上的灯元件104照明(位置2)。随着车辆渐进进一步朝行进车道左侧移动，使进一步沿转向握把102的左侧的灯元件104照明(位置3和位置4)。或者，随着车辆移向行进车道右侧，使转向握把的右侧上的灯元件104照明(位置2)。随着车辆渐进进一步朝行进车道右侧移动，使进一步沿转向握把的右侧的灯元件104照明(位置3和位置4)。在示例性实施方式中，可使用车辆跨道时间来确定与车辆行进方向相关联的威胁级别。
如上概述，可使用灯的数量和位置来指示与警告/事件相关联的相对位置和/或威胁级别。图8中提供了示例性车道偏离警告指示，其中照明的灯元件104的数量和位置用于指示警告或事件的相对位置和/或威胁级别。当车辆在直前取向上时，照明的灯元件104可在转向握把102上的中心(位置1)。响应于从车辆接收到的信息(例如，GPS信息、车载传感器信息、相机信息、通信系统信息以及车道位置信息)，随着车辆移向行进车道左侧，使转向握把102的左侧上的另外的灯元件104照明(位置2)。随着车辆渐进进一步朝行进车道左侧移动，使进一步沿转向握把102的左侧的另外的灯元件104照明(位置3和位置4)。或者，随着车辆移向行进车道右侧，使转向握把的右侧上的另外的灯元件104照明(位置2)。随着车辆渐进进一步朝行进车道右侧移动，使进一步沿转向握把的右侧的另外的灯元件104照明(位置3和位置4)。在示例性实施方式中，可使用车辆跨道时间来确定与车辆行进方向以及使另外的灯元件104照明的照明率和照明量相关联的威胁级别。
如上概述，可使用照明的灯元件的色彩来指示与警告/事件相关联的相对位置和威胁级别。图9中提供了示例性车道偏离警告指示，其中照明的灯元件104的色彩和位置用于指示警告或事件的相对位置和/或威胁级别。当车辆在直前取向上时，照明的灯元件104可在转向握把102的中心。照明的灯元件可以指示没有与给定车道位置相关联的威胁/警告的色彩来提供。如图9所示，当转向握把102处于中心/直前位置(位置1)时，照明的灯元件可为绿色。响应于从车辆接收到的信息(例如，GPS信息、车载传感器信息、相机信息、通信系统信息以及车道位置信息)，随着车辆移向行进车道的左边或右侧，使转向握把102的左侧上的灯元件104或转向握把102的右侧上的灯元件104照明。对车道偏离的初始指示可由发绿色光的灯元件104(位置2)提供。随着车辆渐进进一步朝行进车道的左侧或右侧移动，使进一步沿转向握把102的左侧/右侧的灯元件104照明。这些灯元件可指示中等威胁/警告，并且可例如由发黄色光的灯元件104(位置3)提供。随着车辆渐进进一步朝行进车道的左侧或右侧移动，使进一步沿转向握把102的左侧/右侧的灯元件104照明。这些灯元件可指示严重性和/或迫切威胁性，并且可例如由发红色光的灯元件104(位置4)提供。在示例性实施方式中，可使用车辆跨道时间来确定与车辆行进方向相关联的威胁级别。
在另一实施方式中，竖直元件106可包括用来指示与特定警告/事件相关联的相对位置和威胁水平级别。如图10中所示出所示，竖直元件106可包括多个灯元件104。当车辆处于在直前定向取向上中时，位于元件106中心的灯元件104被照明(位置1)。由于因为直前位置中的相对威胁/警告水平等级是最小最低的，因此所以位置1中的被照明的灯元件104可为绿色。响应于从车辆接收到的信息(例如GPS信息、板上车载传感器信息、相机信息、通信系统信息和以及车道位置信息)，随着车辆移向行进车道的左侧或右侧，使分别在竖直元件106的左侧或右侧上的灯元件104被照明。例如，对车辆正趋向行进车道的左侧的初始指示可通过竖直元件的左侧(位置2)上的灯元件104的照明来提供。这些灯元件104可指示中等威胁/警告，并且可例如由发黄色光的灯元件104提供。随着车辆渐进进一步朝行进车道的左侧或右侧移动，灯元件104可将色彩从黄色改变为红色，从而指示与车道偏离相关联的威胁等级已从中等逐步升级到严重和/或迫切。
在示例性实施方式中，竖直元件106可用来指示与撞击/碰撞警告相关联的相对位置和/或威胁级别。如图11所示，竖直元件106可包括多个灯元件104。可响应于从车辆接收到的外物接近信息来指引灯元件104的操作。灯元件104的照明可指示在车辆的预定距离内存在外物和/或指示距外物的距离。响应于目标数据，位于转向握把102上的灯元件104照明。例如，随着物体接近，灯元件104可以波状图案照明，从而表明物体方向和/或目标与车辆的接近度。作为另一实例，随着目标到车辆的方向和/或接近度改变，可使灯元件104以一照明图案、以较大的开/关频率、以特定数量的灯元件104、以较大的强度和/或不同色彩照明。
在示例性实施方式中，竖直灯元件106可结合位于转向握把102的侧面上的灯元件104使用。例如，如图12所示，灯元件104可用来引导驾驶员来操作车辆。示例性转向设备100可用来引导驾驶员进入停车场中。在示例性实施方式中，灯元件104可用来指引驾驶员以特定方式引导车辆。灯元件104的操作可包括例如开/关照明、照明图案、开/关循环、强度以及色彩。构想的是，竖直元件106的灯元件104的操作可独立于沿转向握把102的直径所包括的灯元件104的操作。例如，竖直元件106的灯元件104可用来指示与外物(例如，停放着的汽车)的接近度，而沿转向握把102的直径所包括的灯元件104用来向使用者提供方向信息和导航信息。如图12所示，沿转向握把102的直径所包括的灯元件104可在一个位置处且以一个频率进行照明，以便表明车辆行进方向。在替代实施方式中，竖直元件106的灯元件104的操作可与沿转向握把102的直径所包括的灯元件104协作。例如，竖直和径向的灯元件104两者均可用来提供导航信息，以便表明车辆行进方向。
在另一实施方式中，竖直和/或径向灯元件104可用来指示标示速度限制与车辆的实际速度之间的差值。例如，转向设备100可接收包括GPS信息和车辆性能信息的信息。GPS信息可包括与车辆当前位置处的标示速度限制相关联的信息。车辆性能信息可包括与车辆的实际速度相关联的信息。车辆和/或转向设备100可确定车辆正超过标示速度限制，并且可指引灯元件104的操作以指示与车辆速度相关联的威胁/警告。
在示例性实施方式中，转向设备可包括位于转向握把102上的传感器(未示出)。传感器可检测转向握把上的驾驶员输入和/或触摸。示例性传感器包括例如电容性传感器、压力传感器以及电导率/电阻率传感器。传感器可与PCB 116和/或处理器通信。在另一实施方式中，可将驾驶员的输入传输到车辆的电子控制单元。在示例性实施方式中，转向设备100可配置成接收来自车辆的自主驾驶状态信息和/或自适应巡航控制信息。自主驾驶状态信息可指示车辆正自主操作且不在人工控制下。自适应巡航控制信息可包括自适应巡航控制特征是否被使用。自适应巡航控制维持驾驶员的车辆与正好在其前方的汽车之间的设定距离和/或在识别出紧急情况时完全停止车辆。在一些自主驾驶状态和自适应巡航控制设定中，除了控制转向之外，一些车辆指引车辆加速/制动(例如，以便在制动时使得车辆保持在车道内)。对于自适应巡航控制的车道保持特征，驾驶员正抓住转向握把103或制动特征将不使用是重要的。类似的，在一些情况中，车辆的自主驾驶状态可解开(例如，时停时走交通)，在这些情况中，驾驶员正抓住转向握把103也是重要的。因此，使用关于车辆状态的接收到的信息和/或确认驾驶员的输入/与转向设备100的接触的传感器信息，可指引灯元件104的操作，以便指示车辆不在人工控制下操作，或车辆的人工操作是必要的并且要求驾驶员抓牢转向握把102。
在替代实施方式(未示出)中，转向设备100还包括听觉显示装置和/或触觉显示装置，其独立于或结合灯元件104进行工作。触觉显示器可包括例如布置在转向握把102/转向设备100上的振动器以使得转向握把102的振动在每个抓握位置被驾驶员所感觉到。转向设备100可配置成响应于从车辆接收到的信息、从转向握把102接收到的信息和/或从转向握把102处的驾驶员接收到的输入信息来指引振动器的操作。振动器的操作可包括例如操控所产生的振动的频率和强度。
应当了解，本文相对于各图描述的逻辑操作可实施为(1)运行在计算装置上的计算机实施的动作或程序模块(即，软件)的序列，(2)计算装置内的互连机器逻辑电路或电路模块(即，硬件)，和/或(3)计算装置的软件和硬件的组合。因此，本文所论述的逻辑操作并不限于硬件和软件的任何特定组合。实施方式是取决于计算装置的性能和其它要求的选择问题。因此，本文中描述的逻辑操作以不同的方式称为操作、结构装置、动作或模块。这些操作、结构装置、动作和模块可实施在软件、固件、专用数字逻辑以及其任何组合中。还应了解，可执行比附图中示出且本文中描述的更多或更少的操作。这些操作也可以与本文中描述的不同的次序来执行。
当本文中描述的逻辑操作在软件中实施时，过程可在任何类型的计算架构或平台上执行。例如，PCB、处理器、控制电路系统和车辆电子控制单元的功能(如上所述)可在任何类型的计算架构或平台上实施。图13中示出的示例性实施方式提供了实例计算装置，本发明的实施方案可在其上实施。计算装置1300可包括用于在计算装置1300的各种部件之间传达信息的总线或其它通信机构。在计算装置1300最基本的配置中，所述计算装置1300通常包括至少一个处理单元1306和系统存储器1304。根据计算装置的确切配置和类型，系统存储器1304可为易失性的(如随机存取存储器(RAM))、非易失性的(如只读存储器(ROM)、闪存等)、或这两者的某个组合。这种最基本的配置在图13中以虚线1302示出。处理单元1306可为执行对计算装置1300的操作必要的算术和逻辑操作的标准可编程处理器。
计算装置1300可具有另外的特征/功能性。例如，计算装置1300可包括另外的存储装置，如可移动存储装置1308和不可移动存储装置1310，包括但不限于磁性或光学盘或带。计算装置1300还可包含允许装置与其它装置通信的网络连接1316。计算装置1300还可具有输入装置1314，如键盘、鼠标、触摸屏等。还可包括输出装置1312，如显示器、扬声器、打印机等。另外装置可连接到总线，以便有助于在计算装置1300的部件之间的数据通信。所有这些装置是本领域中众所周知的，并且无需在此详述。
处理单元1306可配置成执行编码在有形计算机可读介质中的程序代码。计算机可读介质是指能够提供致使计算装置1300(即，机器)以特定方式操作的数据的任何介质。可利用各种计算机可读介质来向处理单元1306提供指令以供执行。常见形式的计算机可读介质包括例如磁性介质、光学介质、物理介质、存储器芯片或匣盒、载波或计算机可从中读取的任何其它介质。示例计算机可读介质可包括但不限于易失性介质、非易失性介质以及传输介质。易失性和非易失性介质可实施在任何方法或技术中，用以存储信息如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且常见形式在下文中详细论述和。传输介质可包括同轴线缆、铜线和/或光纤线缆，以及声波或光波如在无线电波和红外线数据通信期间所产生的那些声波或光波。示例有形计算机可读记录介质包括但不限于集成电路(例如，现场可编程门阵列或专用IC)、硬盘、光盘、磁光盘、软盘、磁带、全息存储介质、固态装置、RAM、ROM、电可擦除编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储装置。
在示例实施方式中，处理单元1306可执行存储在系统存储器1304中的程序代码。例如，总线可将数据运载到系统存储器1304，处理单元1306从系统存储器1304接收指令并且执行指令。系统存储器1304接收到的数据可在由处理单元1306执行之前或之后任选地存储在可移动存储装置1308或不可移动存储装置1310上。
计算装置1300通常包括多种计算机可读介质。计算机可读介质可为可由装置1300存取的任何可用介质，并且包括易失性和非易失性介质、移动和不可移动介质两者。计算机存储介质包括在任何方法或技术中实施的易失性和非易失性介质以及移动和不可移动介质，用以存储信息如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。系统存储器1304、可移动存储装置1308以及不可移动存储装置510均为计算机存储介质的实例。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、电可擦除编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用来存储期望信息并可由计算装置1300存取的任何其它介质。任何此类计算机存储介质均可为计算装置1300的一部分。
应当理解，本文中描述的各种技术可结合硬件或软件、或在适当时结合其组合来实施。本发明公开的主题的方法和设备、或其某些方面或部分可采取实施在有形介质中的程序代码(即，指令)的形式，所述有形介质如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其它机器可读存储介质，其中当将程序代码加载到机器(如计算装置)中并由所述机器执行时，所述机器变为一种用于实践本文公开的主题的设备。在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算装置通常包括处理器、可由处理器读取的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入装置以及至少一个输出装置。一个或多个程序可实施或利用结合本发明公开的主题而描述的过程，例如，通过使用应用编程接口(API)、可再用控件等。此类程序可以高级过程或面向对象的编程语言来实施以与计算机系统通信。然而，如果期望的话，程序可以汇编或机器语言来实施。在任何情况下，语言可为编译或解释语言，并且其可与硬件实施方式组合。
图14提供可在其上实施本发明的示例性计算机架构的示意性图。计算装置1400可包括处理单元1406和存储器1404。存储器1404可包括各种寄存器。示例性寄存器可包括LED启用寄存器、LED位置寄存器和LED色彩寄存器以及LED强度寄存器。计算装置1400可包括灯元件驱动器，用以将照明指令提供给灯元件104。
计算装置1400可包括用于在计算装置1400的各种部件之间传达信息的总线1402或其它通信机构。在示例性实施方式中，总线1402可在计算装置1400与车辆之间提供通信链路。在替代实施方式中，总线1402可在计算装置1400与各种车辆部件之间提供通信链路。总线1402传输的信息可包括例如车道偏离警告信号信息、GPS信号信息、一般警告信号信息以及车辆性能指示信号信息。
示例性实施方式可包括与处理单元1406和通信总线1402相关联的时钟弹簧1408。当处理单元1406被定位成接近转向握把102/转向设备100时，时钟弹簧1408可提供在处理单元1406与转向握把102/转向设备100之间的电连接/通信链路。示例性时钟弹簧1408包括旋转型电连接，其允许了转向握把102的旋转，同时维持与总线1402的电连接。例如，时钟弹簧1408可包括一般安装到转向柱的静态元件以及一般安装到转向握把102的旋转元件。
虽然前面的先前的描述和图式附图表示本发明的优选实施方式，但将理解，在不脱离如由所附权利要求书中所界定限定的本发明的精神和范围的情况下，可在其中进行做出各种添加、修改、组合和/或替代。明确具体地说，本领域的技术人员将会清楚，在不脱离本发明的精神或本质基本特征的情况下，本发明可以能够以其它特殊特定形式、结构、布置、比例，且用其它元件、材料和部件来体现实现。本领域的技术人员将会了解，在不脱离本发明的原理的情况下，本发明可以与结构、布置、比例、材料和部件的许多修改以及用于本发明的实践中的其它方面一起使用，它们尤其适于特定的环境和操作要求。另外，本文所中描述的特征可单独单一地或与其它特征组合地来使用。因此，无论从哪方面来看，本发明所公开的实施方式因此在所有方面均被视为示例性而不是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书指示且不限于先前描述。
本领域的技术人员将会了解，在不脱离本发明的广泛发明概念的情况下，可对上述实施方式做出改变。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施方式，而是意图涵盖如由所附权利要求书限定的、本发明的精神和范围内的修改。

Claims (21)

1.一种用于车辆的转向设备，所述转向设备包括：
转向握把，所述转向握把被配置成用于抓握以有助于控制所述车辆；
在物理上与PCB(印刷电路板)相关联的灯元件；以及
安装到所述转向握把的所述PCB，所述PCB被热耦合到与所述转向握把相关联的换热部件；
其中所述换热部件被配置成将热量从所述PCB传递到所述转向握把。
2.如权利要求1所述的转向设备，其中所述换热部件包含导热树脂、环氧树脂、聚合物和/或金属中的至少一种。
3.如权利要求2所述的转向设备，其中所述转向握把包括转向盘辋、多个辐条以及被联接到转向柱的轮毂，其中所述转向盘辋、所述辐条和所述轮毂联接以使得所述PCB热量中的至少一部分从所述转向盘辋传递到所述辐条和所述轮毂中的至少一个。
4.如权利要求3所述的转向设备，其中所述灯元件是位于所述转向盘辋的内部边缘、前面以及侧面中的至少一个上。
5.如权利要求4所述的转向设备，其中所述灯元件的一部分提供在所述转向盘辋的径向方向和围绕由所述转向盘辋所限定的周边的方向中的至少一个方向上。
6.如权利要求5所述的转向设备，其中所述PCB是位于所述转向盘辋的直径的上部部分。
7.如权利要求6所述的转向设备，其还包括：
第二PCB，所述第二PCB是位于所述转向盘辋的所述直径的下部部分。
8.如权利要求7所述的转向设备，其还包括：
第三PCB，所述第三PCB是位于所述转向盘辋的右侧部分上、介于所述PCB与所述第二PCB之间，以及
第四PCB，所述第四PCB是位于所述转向盘辋的左侧部分上、介于所述PCB与所述第二PCB之间。
9.如权利要求5所述的转向设备，其中所述PCB是位于所述转向盘辋的直径的右部部分，并且
其中所述转向设备还包括位于所述转向盘辋的所述直径的左部部分的第二PCB。
10.如权利要求9所述的转向设备，其还包括：
第三PCB，所述第三PCB是位于所述转向盘辋的所述直径的下部部分。
11.如权利要求1所述的转向设备，其中所述灯元件包括高强度LED(发光二极管)。
12.如权利要求1所述的转向设备，其中所述灯元件包括单色LED、双色LED和/或三色LED中的至少一个。
13.如权利要求1所述的转向设备，其中所述PCB被配置成向所述灯元件提供操作指令，
其中所述PCB包括第一区和第二区，
其中所述第一区向第一对应的灯元件提供第一信号指令，并且所述第二区向第二对应的灯元件提供第二信号指令。
14.一种用于车辆的转向设备，所述转向设备包括：
转向握把，所述转向握把被配置成用于抓握以有助于控制所述车辆；
安装到PCB(印刷电路板)的灯元件；
所述PCB，所述PCB安装到所述转向握把并向所述灯元件提供操作指令；
被配置成覆盖所述灯元件的外部透镜，所述外部透镜的大小和形状设计成提供与所述转向握把的外表面邻近的外表面；以及
位于所述灯元件与所述外部透镜之间的增亮膜。
15.如权利要求14所述的转向设备，其中所述转向握把包括转向盘辋，所述转向盘辋被配置成为所述灯元件遮蔽环境光。
16.如权利要求14所述的转向设备，其中所述外部透镜被配置成为所述灯元件遮蔽环境光。
17.如权利要求14所述的转向设备，其还包括漫射膜。
18.如权利要求14所述的转向设备，其还包括：
位于所述灯元件与所述增亮膜之间的第一漫射膜；以及
位于所述增亮膜与所述外部透镜之间的第二漫射膜。
19.如权利要求14所述的转向设备，其中所述灯元件的日间警告强度为至少150尼特。
20.如权利要求14所述的转向设备，其中所述灯元件的夜间警告强度为至少5尼特。
21.一种用于车辆的转向设备，其包括：
转向柱；
转向盘辋，所述转向盘辋通过辐条和轮毂来联接到所述转向柱；以及
灯元件，所述灯元件包括：
安装到PCB(印刷电路板)的多个发光源，以及
邻近所述转向盘辋的外表面的外部透镜；并且
其中所述灯元件包括沿所述转向盘辋的内表面的部分以及在所述转向盘辋的径向方向上的部分；
其中所述PCB被安装到所述转向盘辋，并且被热耦合到与所述转向盘辋相关联的换热部件；
其中所述PCB向所述多个发光源中的每个提供信号指令。
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