CN114684243B - 一种方向盘及具备该方向盘的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方向盘及具备该方向盘的车辆，包括：与方向盘支架连接的主体部、位于主体部两侧的一对把柄部、以及与把柄部通过电磁吸附的方式连接的上缘装卸部及下缘装卸部；主体部具备：安装于主体部的大致中央部分的枢轴连结座；对称地安装于主体部背面侧且靠近把柄部位置的一对拨片；以及方向盘控制器；当上缘装卸部及下缘装卸部安装于主体部上时，与把柄部连接成大致圈环状的扶手，方向盘为圆形，当上缘装卸部及下缘装卸部从主体部上拆卸时，方向盘为yoke造型的异形方向盘。根据本发明，方向盘可从圆形变成yoke造型，适应不同使用需求，提高用户体验，方向盘整体操作方便快捷。

Description

一种方向盘及具备该方向盘的车辆

技术领域

本发明涉及汽车领域方向盘设备，具体而言，涉及一种方向盘及具备该方向盘的车辆。

背景技术

现有的汽车方向盘造型通常为圆形，其上通常设有控制按钮，在实际使用中通常存在如下问题：圆形方向盘的造型遮挡驾驶员观看仪表板；方向盘的机械式控制按钮数量和布局上诸多限制，严重影响功能拓展；方向盘的转向比固定，开车时的转向要么十分灵敏，要么十分迟钝，影响开车体验。

对此，已知有如下解决方案：为了让圆形方向盘的造型不挡住驾驶员观看仪表板，现在出现了yoke方向盘，在造型上省去圆形方向盘的上下部分；为了解决转向比固定的问题，出现了可变转向比，通常通过机械齿轮或电子线控实现不同的转向比；为了让方向盘的按键更加丰富，在方向盘上增加了屏幕。

然而，依旧存在下述问题：yoke方向盘用户难以适应，日常低速驾驶中在拐弯时费劲，手容易抓空，但现有的方向盘造型固定不可变，除非售后更换；方向盘屏幕仅能显示跟日常驾驶相关的图标，而无法显示游戏中所需显示的图标，用户玩车载游戏时功能按键必须在中控屏幕中完成，非常不方便，影响游戏体验，尤其在玩赛车游戏时必须接收民用汽车的转向比，不仅体验不佳，使用方向盘时车轮会在地上磨蹭导致损伤轮胎。

发明内容

发明要解决的问题：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可以变换方向盘造型、自适应调节转向比、自由改变方向盘控制按键的方向盘及具备该方向盘的车辆。

解决问题的技术手段：

本发明提供一种方向盘，其特征在于，包括：

与方向盘支架连接的主体部、位于所述主体部两侧的一对把柄部、以及与所述把柄部通过电磁吸附的方式连接的上缘装卸部及下缘装卸部；

所述主体部具备：

安装于所述主体部的大致中央部分的枢轴连结座，其内安装有安全气囊部，下方与用于支撑所述方向盘整体的方向盘支架转动自如地连接；

对称地安装于所述主体部背面侧且靠近所述把柄部位置的一对拨片；以及

方向盘控制器；

当所述上缘装卸部及所述下缘装卸部安装于所述主体部上时，与所述把柄部连接成大致圈环状的扶手，所述方向盘为圆形，当所述上缘装卸部及所述下缘装卸部从所述主体部上拆卸时，所述方向盘为yoke造型的异形方向盘。

也可以是，本发明中，

所述把柄部上，以与所述上缘装卸部和所述下缘装卸部邻接的形式在上下左右四个端部设置有线圈部；

所述线圈部由电磁感应线圈构成，分别缠绕于所述把柄部与所述上缘装卸部及所述下缘装卸部的四个连接处。

也可以是，本发明中，

当所述方向盘为圆形时，同时拨动所述方向盘的背面两侧的所述拨片并持续规定时间时，所述方向盘控制器发出断开轮缘信号，所述线圈部接收到断开轮缘信号后下电，从而在所述把柄部的端部附近磁吸力消失，所述上缘装卸部及所述下缘装卸部可拆卸，实现圆形方向盘向yoke方向盘的切换。

也可以是，本发明中，

当所述方向盘为yoke造型时，同时拨动所述方向盘的背面两侧的所述拨片并持续规定时间时，所述方向盘控制器发出断开吸合信号，所述线圈部接收到断开吸合信号后上电从而在所述把柄部的端部产生磁吸力，将所述上缘装卸部及所述下缘装卸部放回所述把柄部的端部附近则自动吸合固定，实现yoke方向盘向圆形方向盘的切换。

也可以是，本发明中，

所述方向盘设有防错机制，仅在P挡时允许拆卸或安装所述上缘装卸部及所述下缘装卸部，其他档位时拨动所述拨片持续规定时间并不会触发所述方向盘控制器发出信号。

也可以是，本发明中，

所述主体部还具备：对称地安装于所述枢轴连结座两侧的具有触摸功能的一对触控显示装置。

也可以是，本发明中，

所述触控显示装置设于所述主体部的上表面两侧，包括触控显示面板及与该触控显示面板连结的控制器，所述控制器可分析所述触控显示面板被触击位置而计算出对应座标。

也可以是，本发明中，所述触控显示面板为液晶屏幕。

也可以是，本发明中，

当所述方向盘为圆形时，同时拨动所述方向盘的背面两侧的所述拨片并持续规定时间时，所述方向盘控制器发出断开轮缘信号，所述触控显示装置的所述控制器接收断开轮缘信号后使触控显示面板上显示动画图标，用以提示用户从所述把柄部上拆卸所述上缘装卸部及所述下缘装卸部；

当所述方向盘为yoke造型时，同时拨动所述方向盘的背面两侧的所述拨片并持续规定时间时，所述方向盘控制器发出断开吸合信号，所述触控显示装置的所述控制器接收断开吸合信号后使触控显示面板上显示动画图标，用以提示用户将所述上缘装卸部及所述下缘装卸部安装回所述把柄部的对应位置。

本发明还提供一种车辆，其特征在于，具备权利要求1至9中任一项所述的方向盘；所述方向盘旋转自如地支撑于方向盘支架，通过总线线束与线控转向控制器电气连接，所述线控转向控制器接收所述方向盘的转向信号并以电信号的形式传输到转向机，通过与所述转向机依次连接的转向节和车轮支架，控制车轮以规定的转向比转向。

也可以是，本发明中，

所述方向盘控制器与所述线控转向控制器连接，所述线控转向控制器与所述转向机连接，所述线控转向控制器接收到来自所述方向盘控制器的与方向盘造型切换相关的信号后将转向比切至与方向盘造型对应的转向比。

也可以是，本发明中，

当拆卸掉所述上缘装卸部及所述下缘装卸部拆卸后，所述线控转向控制器将转向比切至与yoke造型方向盘形态对应的yoke转向比状态；当安装回所述上缘装卸部及所述下缘装卸部拆卸后，所述线控转向控制器将转向比切至与圆形方向盘形态对应的圆形转向比状态。

也可以是，本发明中，

所述yoke转向比状态下的转向比在车速在40km/h以下时为4.5：1，在车速在80km/h以上时为12：1，在车速大于40km/h小于80km/h时可变；

所述圆形转向比状态下的转向比为12：1。

也可以是，本发明中，

当所述方向盘控制器检测到用户使用方向盘玩赛车游戏时，会向所述线控转向控制器发送断开车轮连接的信号，所述线控转向控制器接收该信号后控制所述转向机与方向机断开连接。

发明效果：

根据本发明，方向盘可从圆形变成yoke造型，适应不同使用需求，同时使用线控转向在改变造型时使车辆自动调整转向比，提高用户体验，当进入游戏时，方向盘两端的液晶屏幕上可以显示游戏所需要的道具或者功能显示，方向盘整体操作方便快捷。

附图说明

图1是示出根据本发明的方向盘与车体连接的结构示意图；

图2是示出根据本发明的方向盘为圆形时的立体图；

图3是示出根据本发明的方向盘为圆形时的内部结构示意图；

图4是示出根据本发明的方向盘为yoke造型时的立体图；

图5是示出根据本发明的方向盘为yoke造型时的内部结构示意图；

图6是示出根据本发明的方向盘的转向比与车速的比例的图；

符号说明：

1-方向盘；2-总线线束；3-线控转向控制器；4-转向机；5-转向节；6-车轮支架；7-车轮；

11-主体部；12-把柄部；13-上缘装卸部；14-下缘装卸部；15-枢轴连结座；16-触控显示装置；17-拨片；18-线圈部。

具体实施方式

以下结合下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。又，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在此公开一种方向盘，常规使用时为圆形方向盘，必要时可拆卸手柄的上下两部分从而变为yoke造型的异形方向盘。图1是示出根据本发明的方向盘与车体连接的结构示意图，如图1所示，方向盘1旋转自如地支撑于方向盘支架（未图示），且通过总线线束2与线控转向控制器3电气连接，线控转向控制器3接收方向盘1的转向信号并以电信号的形式传输到转向机4，从而通过与转向机4依次连接的转向节5和车轮支架6，最终控制车轮7以规定的转向比转向。另，转向机构采用本领域常见的形式即可，只要能与线控转向控制器3配合地实现转向比可变则不必做特别限定。

图2是示出根据本发明的方向盘1为圆形时的立体图；图3是示出根据本发明的方向盘1为圆形时的内部结构示意图；图4是示出根据本发明的方向盘1为yoke造型时的立体图；图5是示出根据本发明的方向盘1为yoke造型时的内部结构示意图。如图2所示，方向盘1包括：与方向盘支架连接的主体部11、位于主体部11两侧的一对把柄部12、以及与把柄部12通过电磁吸附的方式连接的上缘装卸部13及下缘装卸部14。

又，主体部11具备：安装于主体部11的大致中央部分的枢轴连结座15，其内安装有安全气囊部，下方与用于支撑方向盘1整体的方向盘支架转动自如地连接；对称地安装于枢轴连结座15两侧的具有触摸功能的一对触控显示装置16；对称地安装于主体部11背面侧且靠近把柄部12位置的一对拨片17；以及未图示的方向盘控制器。

如图3所示，把柄部12上，以与上缘装卸部13和下缘装卸部14邻接的形式在上下左右四个端部设置有线圈部18。线圈部18由电磁感应线圈构成，分别缠绕于把柄部12与上缘装卸部13及下缘装卸部14的四个连接处。上缘装卸部13及下缘装卸部14中至少与把柄部12连接的部分由可被磁力吸附的材质构成，当线圈部18通电后，电磁感应线圈在磁路中产生磁通，继而中间的铁芯对上缘装卸部13及下缘装卸部14产生电磁吸力。

如图2、3所示，当上缘装卸部13及下缘装卸部14安装于主体部11上时，与把柄部12连接成大致圈环状的扶手，即方向盘1为圆形。如图4、5所示，当上缘装卸部13及下缘装卸部14从主体部11上拆卸时，方向盘1为yoke造型的异形方向盘。

具体地，在图2所示的状态下，当向垂直纸面向外的方向同时拨动方向盘1的背面两侧的拨片17并持续15秒时，方向盘控制器发出断开轮缘信号，线圈部18接收到断开轮缘信号后下电，由于方向盘扶手上的上缘装卸部13及下缘装卸部14与把柄部12是电磁吸合，线圈下电则磁吸力消失，彼此间的电磁锁定释放，但由于还存在摩擦力，所以上缘装卸部13及下缘装卸部14不会直接掉落，此时用户可手动将上缘装卸部13及下缘装卸部14分别取下，实现圆形方向盘向yoke方向盘的切换。与此同时，线控转向控制器3接收到断开轮缘信号后将转向比切至与方向盘1形态对应的yoke转向比状态。

当从图4所示的状态需要切换回圆形方向盘时，向垂直纸面向外的方向同时拨动方向盘1的背面两侧的拨片17并持续15秒，方向盘控制器发出断开吸合信号，线圈部18接收到断开吸合信号后上电从而在把柄部12的端部产生磁吸力，此时将上缘装卸部13及下缘装卸部14放回方向盘1的缺口附近（即把柄部12的端部附近）则会自动吸合固定，实现yoke方向盘向圆形方向盘的切换。与此同时，线控转向控制器3接收到断开吸合信号后将转向比切至与方向盘1形态对应的圆形转向比状态。

又，左右两个拨片17并非仅用于拆卸上缘装卸部13及下缘装卸部14，平时可以作为其他功能。又，该方向盘1可设有防错机制，例如仅在P挡时允许拆卸或安装上缘装卸部13及下缘装卸部14，其他档位时拨动拨片17持续15秒也不会触发方向盘控制器发出信号。

图6是示出根据本发明的方向盘的转向比与车速的比例的图。如图6所示，yoke方向盘下的转向比在低速（车速在40km/h以下时）为4.5：1，高速（车速在80km/h以上时）为12：1，其可在高低之间自由变更转向比，当从圆形切换为yoke方向盘时默认转向比为低速转向比或用户另行设定的转向比。在非yoke（圆形）方向盘下的转向比恒定不变，为12：1。虽然本发明中如上设定高度与低速下的转向比，但转向比的设定不限于此，可根据实际车辆数据进行适应性变更。本发明使用现有的线控转向技术，采用线传信号的方法取代机械联动装置，使得操纵更为灵活，从而实现车辆转向比在规定范围内的自由调节。

又，本发明中，方向盘控制器与线控转向控制器3连接，线控转向控制器3与转向机4连接，线控转向控制器3接收到来自方向盘控制器的与方向盘造型切换相关的信号后将转向比切至与方向盘造型对应的转向比，尤其在yoke造型方向盘且在游戏状态下，可将游戏中赛车的转向参数发给线控转向控制器3，从而将转向比调至与游戏中赛车相同的参数。又，当方向盘1变为yoke造型或圆形时，车辆的线控转向控制器3会自动将转向比调节到专为yoke造型或圆形方向盘设定的转向比，无论处于驾驶状态或游戏状态，用户均可根据方向盘形状来切换不同转向比。借助于此，用户可在日常驾驶时使用圆形方向盘，在游戏时能简易快速地切换成yoke方向盘，反之亦然，与此同时转向比随方向盘自动切换，并且在使用yoke方向盘玩游戏的状态下使用不同转向比而获得丰富的游戏体验。

此外，当方向盘控制器检测到用户使用方向盘玩赛车游戏时，会向线控转向控制器3发送断开车轮连接的信号，线控转向控制器3接收该信号后控制转向机4与方向机（未图示）断开连接，从而使用方向盘玩赛车游戏时车轮不会同步在地上蹭伤，可以延长轮胎使用寿命。

又，一对触控显示装置16设于主体部11的上表面两侧，包括触控显示面板及与该触控显示面板连结的控制器，该控制器可分析触控显示面板被触击位置而计算出对应座标，一对触控显示装置16分别与输出装置连接，该输出装置可输出座标控制信号至车辆相应的控制系统。又，触控显示面板也可以是液晶屏幕，将用户用到的图标实时显示在小屏幕上，让用户可以方便按到游戏中各类按键，根据不同游戏显示不同的图标，进一步地，每块液晶屏幕可以显示4个按键，屏幕上有放错凸点和震动反馈，娱乐系统可以将游戏中的一些道具或者图标发送到屏幕上。又，触控显示面板甚至可以只具备显示功能。

圆形方向盘状态下，当向垂直纸面向外的方向同时拨动方向盘1的背面两侧的拨片17并持续15秒，方向盘控制器发出断开轮缘信号，触控显示装置16的控制器接收断开轮缘信号后使触控显示面板上显示出方向盘上下两部分与主体断开的动画图标，用以提示用户从把柄部12上拆卸上缘装卸部13及下缘装卸部14。反之，yoke方向盘状态下，当向垂直纸面向外的方向同时拨动方向盘1的背面两侧的拨片17并持续15秒，方向盘控制器发出断开吸合信号，触控显示装置16的控制器接收断开吸合信号后使触控显示面板上显示出方向盘上下两部分向主体吸合的动画图标，用以提示用户将上缘装卸部13及下缘装卸部14安装回把柄部12的对应位置。

以上的具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本发明的一种具体实施方式而已，并不限于本发明的保护范围，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本发明的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种方向盘，其特征在于，包括：

与方向盘支架连接的主体部、位于所述主体部两侧的一对把柄部、以及与所述把柄部通过电磁吸附的方式连接的上缘装卸部及下缘装卸部；

所述主体部具备：

安装于所述主体部的大致中央部分的枢轴连结座，其内安装有安全气囊部，下方与用于支撑所述方向盘整体的方向盘支架转动自如地连接；

对称地安装于所述主体部背面侧且靠近所述把柄部位置的一对拨片；以及

方向盘控制器；

当所述上缘装卸部及所述下缘装卸部安装于所述主体部上时，与所述把柄部连接成大致圈环状的扶手，所述方向盘为圆形，当所述上缘装卸部及所述下缘装卸部从所述主体部上拆卸时，所述方向盘为yoke造型的异形方向盘；

所述把柄部上，以与所述上缘装卸部和所述下缘装卸部邻接的形式在上下左右四个端部设置有线圈部；

所述线圈部由电磁感应线圈构成，分别缠绕于所述把柄部与所述上缘装卸部及所述下缘装卸部的四个连接处；

当所述方向盘为圆形时，同时拨动所述方向盘的背面两侧的所述拨片并持续规定时间时，所述方向盘控制器发出断开轮缘信号，所述线圈部接收到断开轮缘信号后下电，从而在所述把柄部的端部附近磁吸力消失，所述上缘装卸部及所述下缘装卸部可拆卸，实现圆形方向盘向yoke方向盘的切换；

当所述方向盘为yoke造型时，同时拨动所述方向盘的背面两侧的所述拨片并持续规定时间时，所述方向盘控制器发出断开吸合信号，所述线圈部接收到断开吸合信号后上电从而在所述把柄部的端部产生磁吸力，将所述上缘装卸部及所述下缘装卸部放回所述把柄部的端部附近则自动吸合固定，实现yoke方向盘向圆形方向盘的切换。

2.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，

所述方向盘设有防错机制，仅在P挡时允许拆卸或安装所述上缘装卸部及所述下缘装卸部，其他档位时拨动所述拨片持续规定时间并不会触发所述方向盘控制器发出信号。

3.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，

所述主体部还具备：对称地安装于所述枢轴连结座两侧的具有触摸功能的一对触控显示装置。

4.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，

所述触控显示装置设于所述主体部的上表面两侧，包括触控显示面板及与该触控显示面板连结的控制器，所述控制器可分析所述触控显示面板被触击位置而计算出对应座标。

5.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，

所述触控显示面板为液晶屏幕。

6.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，

当所述方向盘为圆形时，同时拨动所述方向盘的背面两侧的所述拨片并持续规定时间时，所述方向盘控制器发出断开轮缘信号，所述触控显示装置的所述控制器接收断开轮缘信号后使触控显示面板上显示动画图标，用以提示用户从所述把柄部上拆卸所述上缘装卸部及所述下缘装卸部；

当所述方向盘为yoke造型时，同时拨动所述方向盘的背面两侧的所述拨片并持续规定时间时，所述方向盘控制器发出断开吸合信号，所述触控显示装置的所述控制器接收断开吸合信号后使触控显示面板上显示动画图标，用以提示用户将所述上缘装卸部及所述下缘装卸部安装回所述把柄部的对应位置。

7.一种车辆，其特征在于，具备权利要求1至6中任一项所述的方向盘；

所述方向盘旋转自如地支撑于方向盘支架，通过总线线束与线控转向控制器电气连接，所述线控转向控制器接收所述方向盘的转向信号并以电信号的形式传输到转向机，通过与所述转向机依次连接的转向节和车轮支架，控制车轮以规定的转向比转向。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，

所述方向盘控制器与所述线控转向控制器连接，所述线控转向控制器与所述转向机连接，所述线控转向控制器接收到来自所述方向盘控制器的与方向盘造型切换相关的信号后将转向比切至与方向盘造型对应的转向比。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，

当拆卸掉所述上缘装卸部及所述下缘装卸部拆卸后，所述线控转向控制器将转向比切至与yoke造型方向盘形态对应的yoke转向比状态；当安装回所述上缘装卸部及所述下缘装卸部拆卸后，所述线控转向控制器将转向比切至与圆形方向盘形态对应的圆形转向比状态。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，

所述yoke转向比状态下的转向比在车速在40km/h以下时为4.5：1，在车速在80km/h以上时为12：1，在车速大于40km/h小于80km/h时可变；

所述圆形转向比状态下的转向比为12：1。

11.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，

当所述方向盘控制器检测到用户使用方向盘玩赛车游戏时，会向所述线控转向控制器发送断开车轮连接的信号，所述线控转向控制器接收该信号后控制所述转向机与方向机断开连接。

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