CN107953922A - 方向盘、方向盘的控制器、方向盘的控制系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种方向盘、方向盘的控制器、方向盘的控制系统及车辆，其中方向盘包括具有环形空腔的本体(1)和容纳在所述空腔中的驱动机构(2)，所述本体(1)包括沿其横截面的周向布置的多个骨架(11)，以及连接相邻两个所述骨架的软连接部(12)，所述驱动机构(2)连接于所述骨架(11)并能够沿径向驱动所述骨架(11)。当本体中的驱动机构驱动骨架沿径向向外运动时，方向盘的横截面增大，当本体中的驱动机构驱动骨架沿径向向内运动时，方向盘的横截面减小，从而可以满足不同人体的操作舒适性要求。当方向盘配合控制器以及压力检测装置工作时，可以通过检测驾驶员施加在方向盘上的力自动调整方向盘的横截面大小。

Description

方向盘、方向盘的控制器、方向盘的控制系统及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种方向盘、方向盘的控制器、方向盘的控制系统及车辆。

背景技术

方向盘是驾驶员最常接触的零部件之一，随着人们对汽车的操作舒适性的要求越来越高，提高方向盘的操作舒适性很有必要。现有的方向盘主体部分为等直径的圆环，驾驶员手持该圆环进行操作。在相关技术中，由于方向盘骨架为刚性元件，驾驶员手握区域的圆环横截面直径不可调，不能分别满足不同人体的操作舒适性要求。

发明内容

本公开的第一个目的是提供一种方向盘，该方向盘的横截面直径可调，可以满足不同人体的操作舒适性要求。

本公开的第二个目的是提供一种方向盘的控制器，该控制器可以根据驾驶员的需求控制方向盘的横截面直径变化。

本公开的第三个目的是提供一种方向盘的控制系统，该控制系统包括本公开提供的方向盘和方向盘的控制器，可以根据驾驶员的需求控制方向盘的横截面直径变化。

本公开的第四个目的是提供一种车辆，该车辆的方向盘横截面直径可调，可以满足不同人体的操作舒适性要求。

为了实现上述目的，本公开提供一种方向盘，包括具有环形空腔的本体和容纳在所述空腔中的驱动机构，所述本体包括沿其横截面的周向布置的多个骨架，以及连接相邻两个所述骨架的软连接部，所述驱动机构连接于所述骨架并能够沿径向驱动所述骨架。

可选地，所述驱动机构包括电机、连接在所述电机的输出轴的齿轮以及与所述齿轮传动配合的齿条，所述齿条连接在所述骨架上。

可选地，所述骨架包括沿周向依次均匀分布的第一骨架、第二骨架、第三骨架以及第四骨架，所述驱动机构包括用于驱动所述第一骨架和所述第三骨架的第一驱动单元以及用于驱动所述第二骨架和所述第四骨架的第二驱动单元。

可选地，所述第一驱动单元包括第一电机、第一齿轮、第一齿条以及第二齿条，所述第一齿条和所述第二齿条分别固定在所述第一骨架和所述第三骨架上；所述第二驱动单元包括第二电机、第二齿轮、第三齿条以及第四齿条，所述第三齿条和所述第四齿条分别固定在所述第二骨架和所述第四骨架上。

可选地，所述驱动机构包括沿所述环形空腔间隔设置的多个。

根据本公开的第二个方面，提供一种方向盘的控制器，所述控制器包括：接收模块，用于接收以上所述的方向盘的压力信号；判断模块，用于根据所述压力信号判断当前所述驱动机构的驱动模式；和控制模块，用于向所述驱动机构输出控制信号。

根据本公开的第三个方面，提供一种方向盘的控制系统，所述控制系统包括：方向盘，所述方向盘为根据以上所述的方向盘；压力检测装置，用于检测所述方向盘接收到的压力；和控制器，所述控制器为根据以上所述的控制器，所述接收模块与所述压力检测装置电连接，所述控制模块与所述驱动机构电连接。

可选地，所述压力检测装置为压力传感器，所述压力传感器包括沿所述环形空腔间隔设置的多个。

可选地，所述控制系统还包括用于控制所述驱动机构开闭的开关。

根据本公开的第四个方面，提供一种车辆，所述车辆包括根据以上所述的方向盘，或包括根据以上所述的方向盘的控制系统。

通过上述技术方案，当本体中的驱动机构驱动骨架沿径向向外运动时，方向盘的横截面增大，当本体中的驱动机构驱动骨架沿径向向内运动时，方向盘的横截面减小，从而可以满足不同人体的操作舒适性要求。当方向盘配合控制器以及压力检测装置工作时，可以通过检测驾驶员施加在方向盘上的力自动调整方向盘的横截面大小。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开一示例性实施例的方向盘的结构示意图；

图2是图1示出的方向盘在一个状态下沿A-A线剖切的截面图；

图3是图1示出的方向盘在一个状态下沿B-B线剖切的截面图；

图4是图1示出的方向盘在另一个状态下沿A-A线剖切的截面图；

图5是根据本公开一示例性实施例的方向盘的控制器的结构框图；

图6是根据本公开一示例性实施例的方向盘的控制系统的结构框图。

附图标记说明

1 本体 11 骨架 111 第一骨架

112 第二骨架 113 第三骨架 114 第四骨架

2 驱动机构 21 第一驱动单元 211 第一电机

212 第一齿轮 213 第一齿条 214 第二齿条

22 第二驱动单元 221 第二电机 222 第二齿轮

223 第三齿条 224 第四齿条 3 控制器

31 接收模块 32 判断模块 33 控制模块

4 压力检测装置 5 开关

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词“内”、“外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的。此外，本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

如图1至图4所示，本公开提供的方向盘包括具有环形空腔的本体1和容纳在空腔中的驱动机构2，本体1包括沿其横截面的周向布置的多个骨架11，以及连接相邻两个骨架的软连接部12，驱动机构2连接于骨架11并能够沿径向驱动骨架11。这样，如图2和图3所示，当本体1中的驱动机构2驱动骨架11沿径向向外运动时，骨架11向内聚拢，方向盘的横截面增大，当本体1中的驱动机构2驱动骨架11沿径向向内运动时，骨架11向外扩散，方向盘的横截面减小，从而可以满足不同人体的操作舒适性要求。其中，软连接部12为质地柔软的材质，不会影响骨架的运动，例如可以选取为柔性的皮革、帆布等材质，如图2和图3所示，当骨架11聚拢时，软连接部12自然弯曲，如图4所示，当骨架11扩散时，软连接部12展开。作为优选，软连接部12的外表面与骨架11的外表面材质可以相同，从而提高结构的整体一致性。

驱动机构2的形式可以为多种，例如可以利用蜗轮蜗杆等机械传动的方式，也可以利用空腔内充放气的方式。本公开提供的一个示例性实施方式中，驱动机构2可以包括电机、连接在电机的输出轴的齿轮以及与齿轮传动配合的齿条，齿条连接在骨架11上。当电机驱动其输出轴转动时，齿轮的旋转运动可以转换为齿条的直线运动，齿条在运动时能够带动骨架11沿径向移动，从而调整方向盘的横截面大小。

如图2至图4所示，骨架11包括沿周向依次均匀分布的第一骨架111、第二骨架112、第三骨架113以及第四骨架114，即，第一骨架111和第三骨架113相对设置，第二骨架112和第四骨架114相对设置。参照图2和图3，第一骨架111和第三骨架113位于图面的左右两侧，第二骨架112和第四骨架114位于图面的上下两侧，这样，四个骨架11可以同时朝向四个方向运动，使得横截面的可以始终保持圆形，确保驾驶员的握持舒适感。相应地，驱动机构2包括用于驱动第一骨架111和第三骨架113的第一驱动单元21以及用于驱动第二骨架112和第四骨架114的第二驱动单元22。骨架11的数量不限于上述的四个，在其他实施方式中，可以依实际情况调整该数量。

进一步地，如图2和图3所示，在应用上述的齿轮齿条结构的情况下，第一驱动单元21包括第一电机211、第一齿轮212、第一齿条213以及第二齿条214，第一齿条213和第二齿条214分别固定在第一骨架111和第三骨架113上；第二驱动单元22包括第二电机221、第二齿轮222、第三齿条223以及第四齿条224，第三齿条223和第四齿条224分别固定在第二骨架112和第四骨架114上。第一电机211和第二电机221可以通过电路耦合设计实现同步运转，具体而言，参照图2和图3，在当前位置，第一电机211驱动第一齿轮212逆时针转动，第一齿条213向左推动第一骨架111，第二齿轮213向右推动第三骨架113；第二电机221驱动第二齿轮222顺时针转动，第三齿条223向上推动第二骨架112，第四齿条224向下推动第四骨架114。运动过程结束后，参照图4，骨架11完全扩散开。

此外，驱动机构2可以包括沿上述的环形空腔间隔设置的多个，例如可以为4个，大致均匀地分布在本体1的圆周，确保本体1每个位置的骨架11均能够扩散和聚拢。方向盘的本体1可以分隔为与驱动机构2数量对应的区域块，每个驱动机构2可以驱动相应的区域块以调节相应部位的横截面大小。每个驱动机构2可以实现联动，在使用上述的电机驱动齿轮齿条的情况下，每个电机通过电路耦合设计实现同步运转，使得本体1的各个部位的横截面同步调整。

本公开还提供一种方向盘的控制器3，以使方向盘能够自动调节其横截面的大小，控制器3可以集成在车辆ECU中。具体地，图5示出了该控制器3的结构框图，控制器3包括：接收模块31，用于接收上述的方向盘的压力信号；判断模块32，用于根据压力信号判断当前驱动机构2的驱动模式；和控制模块33，用于向驱动机构2输出控制信号。其中，驱动模式可以包括驱动骨架11向外运动的扩散模式，和驱动骨架11向内运动的聚拢模式。具体地，控制器3中可以预设第一压力阈值，当方向盘上的压力信号大于第一压力阈值时，骨架11向外扩散，方向盘的横截面积较大，由于通常手掌较大的驾驶员施加在方向盘上的力也较大，此种情况适用于手掌较大的驾驶员；当方向盘上的压力信号小于第一压力阈值时，骨架向内聚拢，方向盘的横截面积较小，与前述情况类似地，此种情况适用于手掌较小的驾驶员。此外，控制器3中可以预设多个大小不同的压力阈值，每种压力阈值对应于适当的方向盘的横截面积，这里不做赘述。

需要说明的是，为了避免方向盘的横截面积不必要的自动变化，上述的压力信号不是瞬时压力，而是在一定的时间内的压力值。以上面提到的第一压力阈值为例，当预定时间内的压力信号始终大于第一压力阈值时，骨架11向外扩散；当预定时间内的压力信号始终小于第一压力阈值时，骨架11向内聚拢，当压力阈值为多个时，判断方法也与之类似。此外，由于通过压力值来确定方向盘横截面的大小，驾驶员可以根据个人使用习惯提高或减小施加在方向盘上的力，以达到舒适的操作体验。

进一步，本公开提供一种方向盘的控制系统，如图3和图6所示，该控制系统包括：方向盘，方向盘为的上述方向盘；压力检测装置4，用于检测方向盘接收到的压力；和控制器3，控制器3为上述的控制器3，接收模块31与压力检测装置4电连接，控制模块33与驱动机构2电连接。该控制系统的工作过程在关于控制器3的叙述中介绍，这里不再赘述。

上述的压力检测装置4可以为压力传感器，且压力传感器包括沿环形空腔间隔设置的多个，这样，可以确保方向盘的每个区域均能够检测到驾驶员施加在方向盘上的力。压力传感器附着在骨架11上，能够明确接收到来自驾驶员的握持力。压力传感器的位置可以根据驾驶员的使用习惯设置，即设置在驾驶员经常握持的部位，例如，可以设置在方向盘的水平中心线稍微靠上的部位，以及方向盘的顶部和底部。

此外，本公开提供的控制系统还可以包括用于控制驱动机构2开闭的开关5，当开关5打开时，驱动机构2处于活动状态，可以根据信号驱动骨架11，当开关5关闭时，驱动机构2处于关闭状态，即骨架11的位置保持固定，方向盘的横截面不变。开关5对驱动机构2的控制可以通过控制控制器3来实现，即控制器3工作时，驱动机构2处于活动状态，控制器3关闭时，驱动机构2处于关闭状态。

本公开还提供一种车辆，该车辆包括上述的方向盘，或包括上述的控制系统。车辆的有益效果已经在上面关于方向盘和方向盘的控制系统的介绍中说明，此处不再赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种方向盘，其特征在于，包括具有环形空腔的本体(1)和容纳在所述空腔中的驱动机构(2)，所述本体(1)包括沿其横截面的周向布置的多个骨架(11)，以及连接相邻两个所述骨架的软连接部(12)，所述驱动机构(2)连接于所述骨架(11)并能够沿径向驱动所述骨架(11)。

2.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述驱动机构(2)包括电机、连接在所述电机的输出轴的齿轮以及与所述齿轮传动配合的齿条，所述齿条连接在所述骨架(11)上。

3.根据权利要求2所述的方向盘，其特征在于，所述骨架(11)包括沿周向依次均匀分布的第一骨架(111)、第二骨架(112)、第三骨架(113)以及第四骨架(114)，所述驱动机构(2)包括用于驱动所述第一骨架(111)和所述第三骨架(113)的第一驱动单元(21)以及用于驱动所述第二骨架(112)和所述第四骨架(114)的第二驱动单元(22)。

4.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，所述第一驱动单元(21)包括第一电机(211)、第一齿轮(212)、第一齿条(213)以及第二齿条(214)，所述第一齿条(213)和所述第二齿条(214)分别固定在所述第一骨架(111)和所述第三骨架(113)上；所述第二驱动单元(22)包括第二电机(221)、第二齿轮(222)、第三齿条(223)以及第四齿条(224)，所述第三齿条(223)和所述第四齿条(224)分别固定在所述第二骨架(112)和所述第四骨架(114)上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方向盘，其特征在于，所述驱动机构(2)包括沿所述环形空腔间隔设置的多个。

6.一种方向盘的控制器，其特征在于，所述控制器(3)包括：

接收模块(31)，用于接收根据权利要求1-5中任一项所述的方向盘的压力信号；

判断模块(32)，用于根据所述压力信号判断当前所述驱动机构(2)的驱动模式；和

控制模块(33)，用于向所述驱动机构(2)输出控制信号。

7.一种方向盘的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

方向盘，所述方向盘为根据权利要求1-5任一项所述的方向盘；

压力检测装置(4)，用于检测所述方向盘接收到的压力；和

控制器(3)，所述控制器(3)为根据权利要求6所述的控制器(3)，所述接收模块(31)与所述压力检测装置(4)电连接，所述控制模块(33)与所述驱动机构(2)电连接。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述压力检测装置(4)为压力传感器，所述压力传感器包括沿所述环形空腔间隔设置的多个。

9.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括用于控制所述驱动机构(2)开闭的开关(5)。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1-5任一项所述的方向盘，或包括根据权利要求7-9中任一项所述的方向盘的控制系统。