CN109969248A - 一种车辆方向盘 - Google Patents

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尹复兴
王琴
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Abstract

本发明涉及方向盘技术领域，具体地说是一种车辆方向盘，包括骨架、发泡体、离手检测垫、护套、离手检测电子控制单元，离手检测垫位于发泡体与护套之间，离手检测垫表面设有n个的感应区，n为1时，感应区分布在整个轮辋表面，n为1以上的整数时，第奇数个感应区分布在轮辋背面，第偶数个感应区分布在轮辋正面，感应区的起始位置为轮辋的正上方，位于轮辋背面的若干个感应区的分区长度相等，位于轮辋正面的若干个感应区的分区长度相等。本发明同现有技术相比，设计了一种集成离手检测垫的车辆方向盘，实现了离手检测的定制化分区，同时满足更高的自动驾驶等级和不同整车厂对驾驶员手势定义的需求。

Description

一种车辆方向盘
技术领域
本发明涉及方向盘技术领域，具体地说是一种车辆方向盘。
背景技术
HOD功能，即离手检测功能，是一种搭载在方向盘上的新兴技术，正逐渐被越来越多的整车厂所重视。目前，市面上已经出现了单区离手检测方向盘，在不久的将来也会出现三区离手检测方向盘。
但对整车厂来说，对离手检测分区的定义以及分区数量的倾向性也存在较大分歧。比如有一部分整车厂对整车的功能策略只是定速巡航的要求，他们更倾向于使用一区离手检测，既能满足功能要求的同时，又可以降低零件成本。而另一部分整车厂对整车的功能策略是高级的自动驾驶，因此必须要求离手检测为三区或者更高的分区。
因此，需要设计一种车辆方向盘，能够实现离手检测的定制化分区，同时可满足更高的自动驾驶等级和不同整车厂对驾驶员手势定义的需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种车辆方向盘，能够实现离手检测的定制化分区，同时可满足更高的自动驾驶等级和不同整车厂对驾驶员手势定义的需求。
为了达到上述目的，本发明是一种车辆方向盘，包括骨架、发泡体、离手检测垫、护套、离手检测电子控制单元，骨架包括辐条、轮辋和辐板，轮辋与辐板之间采用辐条连接，骨架外包覆有发泡体，发泡体外包覆有护套，其特征在于：离手检测垫位于发泡体与护套之间，离手检测垫表面设有n个的感应区，n为1时，感应区分布在整个轮辋表面，n为1以上的整数时，第奇数个感应区分布在轮辋背面，第偶数个感应区分布在轮辋正面，感应区的起始位置为轮辋的正上方，位于轮辋背面的若干个感应区的分区长度相等，位于轮辋正面的若干个感应区的分区长度相等。
所述的感应区上的传感器的输出端与离手检测电子控制单元的输入端连接，离手检测电子控制单元的输出端与整车电子控制单元连接。
所述的骨架为离手检测垫的电源地。
轮辋背面感应区的分区长度为轮辋的周长除以分布在轮辋背面的感应区数量，轮辋正面感应区的分区长度为轮辋的周长除以分布在轮辋正面的感应区数量。
在轮辋与辐条的连接处，感应区向辐条区域延伸，延伸至辐条区域的离手检测垫边缘采用发泡体隔离。
所述的感应区设有线束，线束的出线位置设置在辐条的正面或背面。
所述的线束采用支撑件固定在方向盘正下方的轮辋和辐板之间的发泡体内。
所述的感应区上表面和下表面为离手检测功能材料，感应区中间为非导电隔离层，感应区外侧为保护层，相邻两个感应区之间设有保护层，保护层将每个感应区相互隔离并形成隔离围栏。
所述的离手检测垫的窄边对接处设置在嵌皮槽处。
所述的离手检测垫和护套压接在装饰件下。
本发明同现有技术相比，设计了一种集成离手检测垫的车辆方向盘，实现了离手检测的定制化分区，同时满足更高的自动驾驶等级和不同整车厂对驾驶员手势定义的需求。
附图说明
图1为本发明方向盘正视图。
图2为图1的侧向剖视图。
图3为具有一个感应区的离手检测垫结构图。
图4为嵌皮槽处局部放大图。
图5为具有三个感应区的离手检测垫结构图。
图6为具有四个感应区的离手检测垫结构图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
本发明方向盘包括骨架、发泡体、离手检测垫、护套、离手检测电子控制单元，骨架1起方向盘的支撑作用，骨架1包括辐条6、轮辋7和辐板8，轮辋7与辐板8之间采用辐条6连接，骨架1为离手检测垫3的电源地。骨架1外包覆有发泡体2，发泡体2外包覆有护套4，离手检测垫3位于发泡体2与护套4之间，发泡体2隔离骨架1和离手检测垫3，防止离手检测垫3内部电路非正常接触骨架1，起到一个良好绝缘体的作用。护套4覆盖在离手检测垫3的感应区上，直接与驾驶员的双手接触，隔离驾驶员与感应区传感器的同时，提供合适的传感器探测距离。
离手检测垫3表面设有n个的感应区，n为1时，感应区分布在整个轮辋表面，n为1以上的整数时，第奇数个感应区分布在轮辋背面，第偶数个感应区分布在轮辋正面，感应区的起始位置为轮辋7的正上方，位于轮辋背面的若干个感应区的分区长度相等，位于轮辋正面的若干个感应区的分区长度相等。轮辋背面感应区的分区长度为轮辋7的周长除以分布在轮辋背面的感应区数量，轮辋正面感应区的分区长度为轮辋7的周长除以分布在轮辋正面的感应区数量。
离手检测垫3可将感应区分区定制为一区至多区的多种类型，覆盖了从初级的定速巡航对一个感应区的需求到更高级的自动驾驶对多个感应区的需求。
本发明中，第一感应区存在轮辋背面，分区长度为轮辋7的周长除以分布在轮辋背面的感应区数量，即L/n(B)，当总区数为一区时，此时整个轮辋表面为一整个感应区，第一感应区的分区长度=L/n(B)=L/1=L。当总区数为二区时，轮辋正面的感应区数量n(F)为1；轮辋背面的感应区数量n(B)为1，第一感应区的分区长度=L/n(B) =L/1=L。当总区数为三区时，轮辋正面的感应区数量n(F)为1；轮辋背面的感应区数量n(B)为2，第一感应区的分区长度=L/n(B) =L/2。
第二感应区存在轮辋正面，只有在总区数大于等于二区时，存在第二感应区。当总区数为二区时，轮辋正面的感应区数量n(F)为1；轮辋背面的感应区数量n(B)为1，第二感应区的分区长度=L/n(F)=L/1=L。当总区数为三区时，轮辋正面的感应区数量n(F)为1；轮辋背面的感应区数量n(B)为2，第二感应区的分区长度=L/n(F)=L/1=L。当总区数为四区时，轮辋正面的感应区数量n(F)为2；轮辋背面的感应区数量n(B)为2，第二感应区的分区长度=L/n(F)=L/2。
第三感应区存在轮辋背面，只有总区数大于等于三区时，存在第三感应区，长度定义跟前两区类似。第四、第五等感应区以此类推。
这种分区方式以方向盘轮辋7的前半圈和后半圈为界，当驾驶员手握在方向盘上时，前半圈和后半圈的传感器都需接收信号才行，单独前半圈或单独后半圈接收到信号可认为驾驶员双手没有正确握紧方向盘。所以这种分区方式能够较精确的感应驾驶员双手是否握紧方向盘，同时离手检测垫3从方向盘轮辋7上拨开单独在平面上展开后每个感应区可视为基本矩形，这对离手检测垫3的设计和制造容易很多。
感应区上设有传感器，传感器的数量根据感应区分区数的变化而变化，感应区上的传感器的输出端与离手检测电子控制单元5的输入端连接，离手检测电子控制单元5的输出端与整车电子控制单元连接。离手检测电子控制单元5处理传感器发送来的信号，并与整车电子控制单元通讯。
离手检测垫3的外形根据方向盘造型来定义，保证整个轮辋7都有离手检测感应区域，在轮辋7与辐条6的连接处，感应区向辐条区域延伸，保证驾驶员双手经常触碰的地方都存在离手检测垫3，延伸至辐条区域的离手检测垫3边缘采用发泡体2隔离，避免骨架1与离手检测垫3直接接触。
感应区设有线束12，线束12之间互不干涉，线束12的出线位置设置在辐条6的正面或背面。若受方向盘造型限制出线空间不够时，线束12采用支撑件固定在方向盘正下方的轮辋7和辐板8之间的发泡体2内，以布置剩余线束位置。通过固定线束出线口位置在方向盘左侧、右侧、正下方的位置，一方面可以把辐条6作为线束12固定的支撑件，用来稳定的卡住线束；另一方面，出线口位置固定在左侧、右侧、正下方，有利于离手检测垫3的平台化设计。同时，当需要不同分区之间进行切换而导致离手检测垫3更换时，不至于影响周边配合零件的结构匹配。
感应区上表面和下表面为离手检测功能材料，离手检测功能材料为镍的涂层或者合金金属丝等，感应区中间为非导电隔离层，感应区外侧为保护层，相邻两个感应区之间设有保护层，保护层将每个感应区隔离并形成隔离围栏9。保护层为无纺布或薄膜等。
本发明中，其每层所需粘贴的位置由胶水或双面胶来固定。发泡体2材料为聚氨酯发泡本体。护套4，皮革接缝对接处由缝线连接固定，缝线方式包括但不限于欧式缝法、美式缝法等。
实施例一
本例中，离手检测垫3具有一个感应区，如图3所示，图中斜线区域为感应区，整个离手检测垫3只存在一个感应区，根据上文提到的分区规则，此时整个轮辋表面为一整个感应区，分别从离手检测垫3上下表面的感应层各引一条导线汇合成一路线束12，从离手检测垫3左下角伸出。
装配方向盘时，离手检测垫3先通过胶水粘附到护套4上，考虑到溶剂胶水对离手检测垫3会产生干扰和腐蚀作用，本例中使用的胶水全部为水性胶。同时，护套4是由多片护套材料缝合而成，护套缝合处会形成材料对接凸起，通过这个凸起可引导离手检测垫3的粘贴定位，防止护套4和离手检测垫3相互错位。胶水粘牢后，离手检测垫3与护套4一起作为整体通过胶水固定到发泡体2上，护套4的内部材料对接处卡入发泡体2的嵌皮槽内，同样嵌皮槽起定位和固定的作用，同时离手检测垫3的线束12通过发泡体2的卡线槽固定住，最后使用缝线完成护套4的包覆。
本例中，离手检测垫3的窄边对接处设置在嵌皮槽处，如图4所示，嵌皮槽宽度a约为5mm，深度b约为5mm，通过压入约5mm的垫子，抵消了离手检测垫3边缘无感应区域的影响，更好的提升了方向盘感应效果和驾驶手感。其他位置嵌皮槽处的离手检测垫3为连续布置。
本例中，若存在装饰件，装饰件背面会有多个定位销和卡勾，对应的发泡体2位置预留相应孔位，装饰件下方无法布置离手检测垫3，离手检测垫3和护套4压接在装饰件下，护套4压入的深度约为8mm。
自然状态下，皮革厚度约为1.2mm，离手检测垫3厚度约为2.7mm。
实施例二
本例中，离手检测垫3具有三个感应区，根据定义的分区规则，轮辋正面的感应区数量n(F)=1，轮辋背面的感应区数量n(B)=2，感应区总数为3。参见图5，上半部分为一个区，下半部分左右等分为两个区，出线方式跟实施例一类似，出线数量为三条，每一区同样需要从上下表面的感应层各引一条导线，因为线束12数量和直径的改变，在发泡体2的设计中需要留出更多的卡线槽路径和结构。
实施例三
本例中，离手检测垫3具有四个感应区，如图6所示，轮辋正面的感应区数量n(F)=2，轮辋背面的感应区数量n(B)=2，感应区总数为4，上半圈分为两个区，下半圈分为两个区，每区之间左右相互对称，除了垫子出线数量不同之外，其余布置都跟实施例一和实施例二类似。

Claims (10)

1.一种车辆方向盘，包括骨架、发泡体、离手检测垫、护套、离手检测电子控制单元，骨架（1）包括辐条（6）、轮辋（7）和辐板（8），轮辋（7）与辐板（8）之间采用辐条（6）连接，骨架（1）外包覆有发泡体（2），发泡体（2）外包覆有护套（4），其特征在于：离手检测垫（3）位于发泡体（2）与护套（4）之间，离手检测垫（3）表面设有n个的感应区，n为1时，感应区分布在整个轮辋表面，n为1以上的整数时，第奇数个感应区分布在轮辋背面，第偶数个感应区分布在轮辋正面，感应区的起始位置为轮辋（7）的正上方，位于轮辋背面的若干个感应区的分区长度相等，位于轮辋正面的若干个感应区的分区长度相等。
2.根据权利要求1所述的一种车辆方向盘，其特征在于：所述的感应区上的传感器的输出端与离手检测电子控制单元（5）的输入端连接，离手检测电子控制单元（5）的输出端与整车电子控制单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种车辆方向盘，其特征在于：所述的骨架（1）为离手检测垫（3）的电源地。
4.根据权利要求1所述的一种车辆方向盘，其特征在于：轮辋背面感应区的分区长度为轮辋（7）的周长除以分布在轮辋背面的感应区数量，轮辋正面感应区的分区长度为轮辋（7）的周长除以分布在轮辋正面的感应区数量。
5.根据权利要求1所述的一种车辆方向盘，其特征在于：在轮辋（7）与辐条（6）的连接处，感应区向辐条区域延伸，延伸至辐条区域的离手检测垫（3）边缘采用发泡体（2）隔离。
6.根据权利要求1所述的一种车辆方向盘，其特征在于：所述的感应区设有线束（12），线束（12）的出线位置设置在辐条（6）的正面或背面。
7.根据权利要求6所述的一种车辆方向盘，其特征在于：所述的线束（12）采用支撑件固定在方向盘正下方的轮辋（7）和辐板（8）之间的发泡体（2）内。
8.根据权利要求1所述的一种车辆方向盘，其特征在于：所述的感应区上表面和下表面为离手检测功能材料，感应区中间为非导电隔离层，感应区外侧为保护层，相邻两个感应区之间设有保护层，保护层将每个感应区相互隔离并形成隔离围栏（9）。
9.根据权利要求1所述的一种车辆方向盘，其特征在于：所述的离手检测垫（3）的窄边对接处设置在嵌皮槽处。
10.根据权利要求1所述的一种车辆方向盘，其特征在于：所述的离手检测垫（3）和护套（4）压接在装饰件下。
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