CN112249146A - 一种离手检测方向盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离手检测方向盘，包括方向盘骨架、发泡本体和皮革层，在发泡本体上设有电子控制单元，在发泡本体与皮革层之间或发泡本体内设有传感器垫，所述传感器垫的信号输出端通过线束与所述电子控制单元连接，用于检测人手与方向盘轮圈的接触状态，并将检测信号传递给电子控制单元；所述传感器垫包括由上至下依次布置的传感器层、隔离层、屏蔽层和底层，所述传感器层为金属丝缝合在隔离层上面，且对应该方向盘轮圈内侧的传感器层金属丝密度大于对应轮圈外侧的传感器层金属丝密度。该方向盘可完整集成离手检测功能；并通过不同抓握位置布置不同密度的金属丝传感器实现优化传感器垫分区，从而实现多区功能检测，减少零件成本。

Description

一种离手检测方向盘
技术领域
本发明涉及汽车方向盘领域，特别涉及一种具有离手检测功能的离手检测方向盘。
背景技术
随着国内外汽车厂商对汽车自动驾驶级别的深入开发，及欧盟法规要求，澄清车辆控制的交接不能依赖于单一的信号源，需要两个及以上信号源的输入，例如离手检测、相机、按键、踏板、扭矩等，因此离手检测方向盘作为关键的传感器，此需求将必不可少。
离手检测方向盘关键点是自动驾驶和手动驾驶模式的安全切换。当车辆在两种模式间切换，汽车就会在规定时间内根据驾驶员手势情况评估是否具备接管能力，以保证车辆安全切换。
目前离手检测传感器的分区定义有单区和多区，功能策略也不相同，零件成本差异大。因此，需要开发一种新型离手检测方向盘，零件低成本的同时实现多区功能策略。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够完整集成离手检测功能，实现多区功能检测，减少零件成本的离手检测方向盘。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种离手检测方向盘，包括方向盘骨架、发泡本体和皮革层，其特殊之处是：在发泡本体上设有电子控制单元，在发泡本体与皮革层之间或发泡本体内设有传感器垫，所述传感器垫的信号输出端通过线束与所述电子控制单元连接，用于检测人手与方向盘轮圈的接触状态，并将检测信号传递给电子控制单元，由电子控制单元根据内置算法判断人手状态并输出给整车执行器；
所述传感器垫包括由上至下依次布置的传感器层、隔离层、屏蔽层和底层，所述传感器层为金属丝缝合在隔离层上面，且对应该方向盘轮圈内侧的传感器层金属丝密度大于对应轮圈外侧的传感器层金属丝密度。
优选的是，所述隔离层为PU、PE或无纺布形成，用于隔离传感器层和屏蔽层。
优选的是，所述屏蔽层为等间距的金属网格形成并通过双面胶粘贴在隔离层下面，用于屏蔽干扰信号。
优选的是，所述底层为PU、PE或无纺布形成并通过双面胶粘贴在屏蔽层下面。
优选的是，在底层下面设有电热丝层，用于形成电加热层实现电加热功能。
优选的是，所述传感器层布置在该方向盘的轮圈内侧且分为二部分，其中第一部分分布在该方向盘轮圈内侧的上半部分，第二部分分布在该方向盘轮圈内侧的下半部分；第一部分和第二部分分别采用一根独立的金属丝制成。
优选的是，当传感器层的检测输出结果大于等于电子控制单元设定的阈值，则结果输出为YES；反之输出结果为NO；若第一部分传感器层的输出结果与第二部分传感器层的输出结果均为YES，说明二部分与人手都有接触，则电子控制单元判定为抓握；若单独一部分或者二部分的输出结果是NO，则判定人手与传感器层无接触或仅是接触但并没达到抓握状态。
优选的是，所述传感器层分为左、右二部分，其中第一部分分布在该方向盘轮圈的左半部分，第二部分分布在该方向盘轮圈的右半部分；二部分传感器层分别采用一根独立的金属丝制成；且每部分传感器层对应该方向盘轮圈内侧和3/9点钟手握正面区域的金属丝密度大于其它区域的金属丝密度。
优选的是，当一部分传感器层的检测结果大于所述电子控制单元设定的阈值，结果输出为ON，表示人手与该方向盘对应区域有接触并满足抓握状态；当一部分传感器层的检测结果小于电子控制单元设定的阈值，结果输出为OFF，表示人手与该方向盘对应区域无接触或者有接触但未达到抓握状态；若二部分传感器层的输出结果均为ON，表示为双手握爪；若仅是一部分传感器层的输出结果是OFF，表示为单手抓握。
本发明的有益效果是：
1、由于在发泡本体与皮革层之间或发泡本体内设有传感器垫，所述传感器垫的信号输出端通过线束与所述电子控制单元连接，通过传感器垫能够准确检测人手与方向盘轮圈的接触状态，并将检测信号传递给电子控制单元，由电子控制单元根据内置算法便可判断人手状态并输出给整车执行器；因此该方向盘能够实现离手检测功能。
2、由于所述传感器垫包括由上至下依次布置的传感器层、隔离层、屏蔽层和底层，所述传感器层为金属丝缝合在隔离层上面，且对应该方向盘轮圈内侧的传感器层金属丝密度大于对应轮圈外侧的传感器层金属丝密度，因此同现有技术相比，本发明在传统方向盘的基础上，可完整集成离手检测功能；并通过不同抓握位置布置不同密度的金属丝传感器实现优化传感器垫分区，从而实现多区功能检测，减少零件成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中去掉皮革层和传感器垫的示意图。
图3是本发明的方向盘轮圈剖面图。
图4是本发明的传感器垫的剖面图。
图5是本发明对应实施例1的传感器层的展开图。
图6是本发明对应实施例2的传感器层的展开图。
图中：方向盘骨架1，发泡本体2，轮圈握把201，3/9点钟辐条手握202，皮革层3，传感器垫4，电子控制单元5，线束6，传感器层401，隔离层402，屏蔽层403，底层404，电热丝层405，缝纫线406，双面胶407；第一部分传感器层401a，第二部分传感器层401b。
具体实施方式
实施例1
如图1～图4所示，本发明涉及的一种离手检测方向盘，包括由内至外依次布置的方向盘骨架1、发泡本体2和皮革层3，所述方向盘骨架1由金属压铸成型且发泡本体2包裹在方向盘骨架1外面，在发泡本体2上卡装有电子控制单元5。在发泡本体2的轮圈握把201和3/9点钟辐条手握202与皮革层3之间或者在二层发泡本体2内设有传感器垫4，本实施例以传感器垫4设在发泡本体2与皮革层3之间为例。
所述传感器垫4的信号输出端通过线束6与所述电子控制单元5连接，用于检测人手与方向盘轮圈的接触状态，并将检测信号传递给电子控制单元5，由电子控制单元5根据内置算法判断人手状态并输出给整车执行器。
所述传感器垫4包括由上至下依次布置的传感器层401、隔离层402、屏蔽层403和底层404，所述传感器层401为金属丝通过缝纫线406缝合在隔离层402上面，且对应该方向盘轮圈内侧的传感器层金属丝密度大于对应轮圈外侧的传感器层金属丝密度。所述传感器垫4的传感器层401和屏蔽层403在对应位置装配线束6，线束6另一端装配接插件并通过接插件与所述电子控制单元5的信号输入端连接。
所述隔离层402为PU、PE或无纺布形成，用于隔离传感器层401和屏蔽层403。所述屏蔽层403为等间距的金属网格形成并通过双面胶407粘贴在隔离层402下面，用于屏蔽干扰信号。所述底层404为PU、PE或无纺布形成并通过双面胶407粘贴在屏蔽层403下面。作为优选，在底层404下面还设有电热丝层405，用于形成电加热层实现电加热功能。
如图5所示，所述传感器层401布置在该方向盘的轮圈内侧且分为二部分，其中第一部分传感器层401a分布在该方向盘轮圈内侧的上半部分，第二部分传感器层401b分布在该方向盘轮圈内侧的下半部分；第一部分感器层401a和第二部分传感器层401b分别采用一根独立的金属丝制成。
当每部分传感器层401的检测输出结果大于电子控制单元5的内置算法设定的阈值，则结果输出为YES，说明人手与方向盘该部分有接触；反之输出结果为NO，说明人手与方向盘该部分没有接触。若第一部分传感器层401a的输出结果与第二部分传感器层的输出结果均为YES，说明二部分传感器层与人手都有接触，则电子控制单元5判定为抓握；若单独一部分或者二部分的输出结果是NO，则判定人手与传感器层无接触或仅是接触并没达到抓握状态。
实施例2
本实施例基本结构同实施例1，不同之处在于：
如图6所示，所述传感器层401以方向盘纵向中心线为界分为左、右二部分，其中第一部分传感器层401a分布在该方向盘轮圈的左半部分，第二部分传感器层401b分布在该方向盘轮圈的右半部分；二部分传感器层401分别采用一根独立的金属丝制成；且每部分传感器层401对应该方向盘轮圈内侧和3/9点钟手握正面区域的金属丝密度大于其它区域的金属丝密度。
当一部分传感器层的检测结果大于所述电子控制单元5的内置算法设定的阈值，结果输出为ON，表示人手与该方向盘对应区域有接触并处于抓握状态；当一部分传感器层的检测结果小于电子控制单元5设定的阈值，结果输出为OFF，表示人手与该方向盘对应区域无接触或者有接触但未达到抓握状态；若二部分传感器层的输出结果均为ON，表示为双手握爪；若仅是一部分传感器层的输出结果是OFF，则表示为单手抓握。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种离手检测方向盘，包括方向盘骨架、发泡本体和皮革层，其特征是：在发泡本体上设有电子控制单元，在发泡本体与皮革层之间或发泡本体内设有传感器垫，所述传感器垫的信号输出端通过线束与所述电子控制单元连接，用于检测人手与方向盘轮圈的接触状态，并将检测信号传递给电子控制单元，由电子控制单元根据内置算法判断人手状态并输出给整车执行器；
所述传感器垫包括由上至下依次布置的传感器层、隔离层、屏蔽层和底层，所述传感器层为金属丝缝合在隔离层上面，且对应该方向盘轮圈内侧的传感器层金属丝密度大于对应轮圈外侧的传感器层金属丝密度。
2.根据权利要求1所述的一种离手检测方向盘，其特征是：所述隔离层为PU、PE或无纺布形成，用于隔离传感器层和屏蔽层。
3.根据权利要求1或2所述的一种离手检测方向盘，其特征是：所述屏蔽层为等间距的金属网格形成并通过双面胶粘贴在隔离层下面，用于屏蔽干扰信号。
4.根据权利要求3所述的一种离手检测方向盘，其特征是：所述底层为PU、PE或无纺布形成并通过双面胶粘贴在屏蔽层下面。
5.根据权利要求4所述的一种离手检测方向盘，其特征是：在底层下面设有电热丝层，用于形成电加热层实现电加热功能。
6.根据权利要求1或5所述的一种离手检测方向盘，其特征是：所述传感器层布置在该方向盘的轮圈内侧且分为二部分，其中第一部分分布在该方向盘轮圈内侧的上半部分，第二部分分布在该方向盘轮圈内侧的下半部分；第一部分和第二部分分别采用一根独立的金属丝制成。
7.根据权利要求6所述的一种离手检测方向盘，其特征是：当传感器层的检测输出结果大于等于电子控制单元设定的阈值，则结果输出为YES；反之输出结果为NO；若第一部分传感器层的输出结果与第二部分传感器层的输出结果均为YES，说明二部分与人手都有接触，则电子控制单元判定为抓握；若单独一部分或者二部分的输出结果是NO，则判定人手与传感器层无接触或仅是接触但并没达到抓握状态。
8.根据权利要求1或5所述的一种离手检测方向盘，其特征是：所述传感器层分为左、右二部分，其中第一部分分布在该方向盘轮圈的左半部分，第二部分分布在该方向盘轮圈的右半部分；二部分传感器层分别采用一根独立的金属丝制成；且每部分传感器层对应该方向盘轮圈内侧和3/9点钟手握正面区域的金属丝密度大于其它区域的金属丝密度。
9.根据权利要求8所述的一种离手检测方向盘，其特征是：当一部分传感器层的检测结果大于所述电子控制单元设定的阈值，结果输出为ON，表示人手与该方向盘对应区域有接触并满足抓握状态；当一部分传感器层的检测结果小于电子控制单元设定的阈值，结果输出为OFF，表示人手与该方向盘对应区域无接触或者有接触但未达到抓握状态；若二部分传感器层的输出结果均为ON，表示为双手握爪；若仅是一部分传感器层的输出结果是OFF，表示为单手抓握。
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