CN109178083A - 一种电加热方向盘及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种电加热方向盘及汽车。包括：方向盘本体；电加热元件，布置在所述方向盘本体上以对所述方向盘本体加热；感温变色件，布置在所述方向盘本体上，基于所述方向盘本体的温度呈现对应的颜色，以在视觉上提示所述方向盘本体的温度。本发明实施方式可以从视觉上提示驾驶员方向盘的温度，直观便捷且降低了成本。而且，本发明实施方式可以基于抓握动作的持续时间，对方向盘的不同区域区别加热，节约能源并可以保证驾驶员的舒适度。

Description

一种电加热方向盘及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，更具体地，涉及一种电加热方向盘及汽车。

背景技术

国家最新标准《汽车和挂车类型的术语和定义》(GB/T 3730.1-2001)中对汽车有如下定义：由动力驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，主要用于：载运人员和(或)货物；牵引载运人员和(或)货物的车辆；特殊用途。能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。

汽车方向盘是操纵行驶方向的轮状装置，其功能是将驾驶员作用到转向盘边缘上的力转变为转矩后传递给转向轴。方向盘加热功能一般出现在配置较高的车上。通过方向盘上的加热按钮来控制开启或关闭(此按钮在方向盘周围分布或中控台上)。此功能可以在寒冷的季节让方向盘变得温暖，让驾驶者握方向盘时不再觉得寒冷不适。

然而，现有技术中针对方向盘的加热方案不能直观告诉驾驶员方向盘是否达到其需要的舒适程度，通常需要驾驶员用手直接进行多次感触，这就给驾驶员带来不便。

发明内容

本发明的目的是提出一种电加热方向盘及汽车。

本发明实施方案包括：

一种电加热方向盘，包括：

方向盘本体；

电加热元件，布置在所述方向盘本体上以对所述方向盘本体加热；

感温变色件，布置在所述方向盘本体上，基于所述方向盘本体的温度呈现对应的颜色，以在视觉上提示所述方向盘本体的温度。

在一个实施方式中，所述感温变色件包含电子转移型有机化合物。

在一个实施方式中，所述电加热元件为加热电阻丝；

其中所述加热电阻丝缠绕布设在所述方向盘本体的外周面上。

在一个实施方式中，还包括：

温度传感器，布置在所述方向盘本体上；

控制模块，布置在所述方向盘本体上，与所述温度传感器连接，用于在所述温度传感器的检测值大于预定的高温门限值时关闭所述电加热元件，在所述温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时开启所述电加热元件。

在一个实施方式中，所述方向盘本体上布置有安装孔，所述感温变色件布置在所述安装孔中。

在一个实施方式中，还包括：

外包裹物，覆盖所述方向盘本体；

其中对应于所述安装孔的、所述外包裹物上的位置处设置有孔。

在一个实施方式中，还包括：

声音报警模块，布置在所述方向盘本体上，与所述控制模块连接；

其中所述声音报警模块，用于在所述温度传感器的检测值大于预定的高温门限值或所述温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时，发出声音报警提示。

在一个实施方式中，所述电加热元件包括多个加热电阻丝，其中每个加热电阻丝分别布设在所述方向盘本体的外周面上的各自加热点处；

所述电加热方向盘还包括：压力传感器，缠绕布设在所述方向盘本体的外周面上；

其中所述控制模块，还用于当所述压力传感器检测到抓握动作的持续时间超过预定时间时，使能最接近于所述抓握动作的加热点处的加热电阻丝以第一电功率加热，使能除了最接近于所述抓握动作的加热点处之外的加热点处的加热电阻丝以第二电功率加热，其中第一电功率大于所述第二电功率。

在一个实施方式中，所述加热点为9个，且在所述方向盘本体的外周面上等分。

一种汽车，包括如上所述的电加热方向盘。

上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，电加热方向盘包括：方向盘本体；电加热元件，布置在方向盘本体上以对方向盘本体加热；感温变色件，布置在方向盘本体上，基于方向盘本体的温度呈现对应的颜色，以在视觉上提示方向盘本体的温度。由此可见，本发明实施方式可以从视觉上提示驾驶员方向盘的温度，直观便捷且降低了成本。

而且，本发明实施方式可以基于抓握动作的持续时间，对方向盘的不同区域区别加热，节约能源并可以保证驾驶员的舒适度。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为根据本发明电加热方向盘的第一示范性示意图。

图2为根据本发明电加热方向盘的第二示范性示意图。

图3为根据本发明电加热方向盘控制系统的第一结构图。

图4为根据本发明电加热方向盘控制系统的第二结构图。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

在本发明实施方式中，在方向盘本体(把圈)上增加感温变色件，电加热方向盘功能开启后，通过此感温变色件从视觉上提示驾驶员温度已达到其理想使用温度，满足不同驾驶员的不同需求。其中，该感温变色件可根据驾驶员的喜好进行定制服务。

图1为根据本发明电加热方向盘的第一示范性示意图。

如图1所示，电加热方向盘包括：

方向盘本体10；

电加热元件20，布置在方向盘本体10上以对方向盘本体10加热；

感温变色件30，布置在方向盘本体10上，基于方向盘本体10的温度呈现对应的颜色，以在视觉上提示方向盘本体10的温度。

在一个实施方式中，感温变色件30包含电子转移型有机化合物。

感温变色件30由电子转移型有机化合物体系制备而成。电子转移型有机化合物是一类具有特殊化学结构的有机发色体系。在特定温度下因电子转移使该有机物的分子结构发生变化，从而实现颜色转变。

优选的，感温变色件30包含微胶囊化的可逆感温变色物质。微胶囊化的可逆感温变色物质称为可逆感温变色颜料，其颗粒呈圆球状，平均直径为2～7微米，其内部是变色物质，外部是一层厚约0.2～0.5微米既不能溶解也不会融化的透明外壳，正是它保护了变色物质免受其他化学物质的侵蚀。具体的，感温变色件30的基本色可以为十五色，变色区间从-15℃到65℃均可设定。比如，常用温度：-5℃、8℃、22℃、31℃，等等。可以为从无色到基本十五色，或者从一个颜色变到另一个颜色。

优选的，电加热元件20实施为加热电阻丝，该加热电阻丝缠绕布设在方向盘本体10的外周面上。其中，加热电阻丝可以完整缠绕在方向盘本体10的外周面上，也可以分段缠绕在方向盘本体10的外周面上。

在一个实施方式中，电加热方向盘还包括：

温度传感器，布置在方向盘本体10上；控制模块，布置在方向盘本体上，与温度传感器连接，用于在温度传感器的检测值大于预定的高温门限值时关闭电加热元件，在温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时开启电加热元件。

因此，当温度传感器的检测值大于预定的高温门限值(比如，30摄氏度)时，控制模块确定电加热方向盘温度已经足够高，并由此关闭电加热元件。当温度传感器的检测值小于等于预定的低温门限值(比如，10摄氏度)时，控制模块确定电加热方向盘温度已经足够低，并由此开启电加热元件。

其中，温度传感器可以实施为接触式温度传感器或非接触式温度传感器。按照传感器材料及电子元件特性，温度传感器可以实施为热电阻温度传感器或热电偶温度传感器。

在一个实施方式中，方向盘本体10上布置有安装孔，感温变色件30布置在安装孔中。

优选的，电加热方向盘还包括：外包裹物，覆盖方向盘本体10；其中对应于安装孔的、外包裹物上的位置处设置有孔。通过外包裹物上的孔，驾驶员可以方便观察感温变色件30的具体颜色。

在一个实施方式中，电加热方向盘还包括：声音报警模块，布置在方向盘本体10上，与控制模块连接；其中声音报警模块，用于在温度传感器的检测值大于预定的高温门限值或温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时，发出声音报警提示。

考虑到驾驶员抓握方向盘的区域通常固定，本发米功能实施方式还可以基于抓握动作的持续时间，对方向盘的不同区域区别加热，节约能源并可以保证驾驶员的舒适度。

在一个实施方式中，电加热元件包括多个加热电阻丝，其中每个加热电阻丝分别布设在方向盘本体的外周面上的各自加热点处；电加热方向盘还包括：压力传感器，缠绕布设在方向盘本体的外周面上；其中控制模块，还用于当压力传感器检测到抓握动作的持续时间超过预定时间时，使能最接近于抓握动作的加热点处的加热电阻丝以第一电功率加热，使能除了最接近于抓握动作的加热点处之外的加热点处的加热电阻丝以第二电功率加热，其中第一电功率大于第二电功率。

其中，压力传感器可以实施为：压阻式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器或压电式压力传感器，等等。

优选的，加热点数目为多个，且在方向盘本体的外周面上等分。

图2为根据本发明电加热方向盘的第二示范性示意图。由图2可见，加热点为9个，分别为加热点41、加热点42、加热点43、加热点44、加热点45、加热点46、加热点47、加热点48和加热点49。加热点41、加热点42、加热点43、加热点44、加热点45、加热点46、加热点47、加热点48和加热点49都布置在方向盘本体10上，且在方向盘本体10的外周面上等分。

在加热点41、加热点42、加热点43、加热点44、加热点45、加热点46、加热点47、加热点48和加热点49处的方向盘本体上，分别布置有加热电阻丝。而且，方向盘本体10上还具有缠绕整个方向盘本体10的外周面的压力传感器。方向盘本体10上还布置有控制模块。

当驾驶员用力抓握方向盘时，压力传感器检测到该抓握动作。抓握动作通常包括左手抓握动作和右手抓握动作。控制模块使能最接近于左手抓握动作的加热点处的加热电阻丝和最接近于右手抓握动作的加热点处的加热电阻丝以第一电功率加热，使能其它加热点处的加热电阻丝以第二电功率加热，其中第一电功率大于第二电功率。

比如，驾驶员可以用力抓握方向盘某加热点超过3秒，该位置进行高温度加热循环。其余加热点进入低温循环。保证驾驶员主动需求的同时进行能源节约，其余加热点进入低温循环，还可以保证驾驶员在切换加热点时的舒适度。

以上示范性描述了加热点的数目和布置位置，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于对本发明实施方式进行限定。

基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种电加热方向盘。该电加热方向盘包括：方向盘本体；多个加热电阻丝，其中每个加热电阻丝分别布设在方向盘本体的外周面上的各自加热点处；压力传感器，缠绕布设在方向盘本体的外周面上；控制模块，布设在方向盘本体上，用于当压力传感器检测到抓握动作的持续时间超过预定时间时，使能最接近于抓握动作的加热点处的加热电阻丝以第一电功率加热，使能除了最接近于抓握动作的加热点处之外的加热点处的加热电阻丝以第二电功率加热，其中第一电功率大于第二电功率。

在一个实施方式中，还包括：感温变色件，布置在方向盘本体上，用于基于方向盘本体的温度呈现对应的颜色，以在视觉上提示方向盘本体的温度。

在一个实施方式中，还包括：还包括：声音报警模块，布置在方向盘本体上，与控制模块连接；其中声音报警模块，用于在温度传感器的检测值大于预定的高温门限值或温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时，发出声音报警提示。

在一个实施方式中，还包括：温度传感器，布置在方向盘本体上；控制模块，还用于在温度传感器的检测值大于预定的高温门限值时关闭电加热元件，在温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时开启电加热元件。

本发明实施方式还提出了一种电加热方向盘控制系统。

图3为根据本发明电加热方向盘控制系统的第一结构图。该控制系统适用于图1和图2所示的电加热方向盘。

如图3所示，该电加热方向盘的控制系统，包括：

电加热方向盘；包括：方向盘本体；电加热元件，布置在方向盘本体上以对方向盘本体加热；感温变色件，布置在方向盘本体上，基于方向盘本体的温度呈现对应的颜色，以在视觉上提示方向盘本体的温度；温度传感器，布置在方向盘本体上；控制模块，布置在方向盘本体上，与温度传感器连接，用于在温度传感器的检测值大于预定的高温门限值时关闭电加热元件，在温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时开启电加热元件

车身控制模块，与控制模块具有局部连接网络(LIN)总线连接，用于从控制模块接收温度传感器的检测值；

仪表显示屏，用于显示温度传感器的检测值。优选的，仪表显示屏与车身控制模块通过控制器局域网(CAN)总线连接。

在一个实施方式中，感温变色件包含电子转移型有机化合物。

在一个实施方式中，电加热元件为加热电阻丝；其中加热电阻丝缠绕布设在方向盘本体的外周面上。

在一个实施方式中，方向盘本体上布置有安装孔，感温变色件布置在安装孔中。

在一个实施方式中，还包括：外包裹物，覆盖方向盘本体；其中对应于安装孔的、外包裹物上的位置处设置有孔。

在一个实施方式中，还包括：声音报警模块，布置在方向盘本体上，与控制模块连接；

其中声音报警模块，用于在温度传感器的检测值大于预定的高温门限值或温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时，发出声音报警提示。

在一个实施方式中，电加热元件包括多个加热电阻丝，其中每个加热电阻丝分别布设在方向盘本体的外周面上的各自加热点处；电加热方向盘还包括：压力传感器，缠绕布设在方向盘本体的外周面上；

其中控制模块，还用于当压力传感器检测到抓握动作的持续时间超过预定时间时，使能最接近于抓握动作的加热点处的加热电阻丝以第一电功率加热，使能除了最接近于抓握动作的加热点处之外的加热点处的加热电阻丝以第二电功率加热，其中第一电功率大于第二电功率。

在一个实施方式中，加热点为9个，且在方向盘本体的外周面上等分。

在一个实施方式中，还包括：

车载信息娱乐系统显示屏，用于提供布置有触发按键的显示界面，其中当触发按键被触发时向控制模块发送触发命令；

控制模块，还用于基于触发命令关闭或开启电加热元件。

图4为根据本发明电加热方向盘控制系统的第二结构图。由图4可见，车载信息娱乐系统显示屏与电加热方向盘中的控制模块直接连接，以通过车载信息娱乐系统显示屏上的触发按键(软按键)控制开启或关闭电加热方向盘中的电加热元件。

可见，将电加热开关集成在车载信息娱乐系统显示屏中，进行软按键操作可以节约方向盘开发成本，而且将在仪表显示屏进行状态显示，节约了线束成本。

本发明实施方式还提出一种汽车，包含如上所示的电加热方向盘或电加热方向盘的控制系统。优选的，汽车可以实施为电动汽车，比如混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。

需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。

各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电加热方向盘，其特征在于，包括：

方向盘本体；

电加热元件，布置在所述方向盘本体上以对所述方向盘本体加热；

感温变色件，布置在所述方向盘本体上，基于所述方向盘本体的温度呈现对应的颜色，以在视觉上提示所述方向盘本体的温度。

2.根据权利要求1所述的电加热方向盘，其特征在于，所述感温变色件包含电子转移型有机化合物。

3.根据权利要求1所述的电加热方向盘，其特征在于，

所述电加热元件为加热电阻丝；

其中所述加热电阻丝缠绕布设在所述方向盘本体的外周面上。

4.根据权利要求1所述的电加热方向盘，其特征在于，还包括：

温度传感器，布置在所述方向盘本体上；

控制模块，布置在所述方向盘本体上，与所述温度传感器连接，用于在所述温度传感器的检测值大于预定的高温门限值时关闭所述电加热元件，在所述温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时开启所述电加热元件。

5.根据权利要求1所述的电加热方向盘，其特征在于，

所述方向盘本体上布置有安装孔，所述感温变色件布置在所述安装孔中。

6.根据权利要求5所述的电加热方向盘，其特征在于，还包括：

外包裹物，覆盖所述方向盘本体；

其中对应于所述安装孔的、所述外包裹物上的位置处设置有孔。

7.根据权利要求4所述的电加热方向盘，其特征在于，还包括：

声音报警模块，布置在所述方向盘本体上，与所述控制模块连接；

其中所述声音报警模块，用于在所述温度传感器的检测值大于预定的高温门限值或所述温度传感器的检测值低于等于预定的低温门限值时，发出声音报警提示。

8.根据权利要求4所述的电加热方向盘，其特征在于，所述电加热元件包括多个加热电阻丝，其中每个加热电阻丝分别布设在所述方向盘本体的外周面上的各自加热点处；

所述电加热方向盘还包括：压力传感器，缠绕布设在所述方向盘本体的外周面上；

其中所述控制模块，还用于当所述压力传感器检测到抓握动作的持续时间超过预定时间时，使能最接近于所述抓握动作的加热点处的加热电阻丝以第一电功率加热，使能除了最接近于所述抓握动作的加热点处之外的加热点处的加热电阻丝以第二电功率加热，其中第一电功率大于所述第二电功率。

9.根据权利要求8所述的电加热方向盘，其特征在于，所述加热点为9个，且在所述方向盘本体的外周面上等分。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1所述的电加热方向盘。