CN221023823U - 一种方向盘加热垫、方向盘及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方向盘加热垫、方向盘及车辆。加热垫包括离手检测HOD功能层、第一垫子层、第二垫子层、加热层以及屏蔽层；第一垫子层和第二垫子层相对设置，第一垫子层和第二垫子层之间无接触；离手检测HOD功能层位于第一垫子层的第一面，用于检测驾驶员的手是否离开方向盘；加热层位于第二垫子层的第二面，用于对方向盘进行加热；屏蔽层位于第一垫子层的第二面与第二垫子层的第一面之间，且屏蔽层接地，用于隔离离手检测HOD功能层和加热层。该加热垫能够实现可同时进行加热和离手检测，并且可以有效屏蔽加热层对离手检测HOD功能层产生的寄生电容的影响，提高离手检测精度。

Description

一种方向盘加热垫、方向盘及车辆

技术领域

本实用新型实施例涉及车辆的方向盘技术领域，尤其涉及一种方向盘加热垫、方向盘及车辆。

背景技术

为了有效地提高驾驶安全性，许多高级驾驶辅助系统(ADAS)已经应用在汽车上。方向盘离手检测(HOD)是ADAS的一种，在汽车自动驾驶系统中具有重要作用。

方向盘离手检测，即通过检测驾驶员的手是否离开方向盘而进行提醒警示，从而保障行车安全。当前HOD实现的方法有多种，如电容感应方式、图像识别方式、压力感应方式等。然而，传统的检测方式存在不少槽点，如易产生误判、精度低、成本高等。

并且，随着技术的发展，人们不仅满足于HOD，还对方向盘提出需要加热的功能，及方向盘可以同时有加热和HOD的功能。然而，由于加热会对HOD的功能有很大的影响，目前大部分是分时工作的原理，并且HOD和加热部件是一体的控制器，导致方向盘的加热垫生产成本很高，并且同时无法进行加热和HOD。

实用新型内容

本实用新型提供一种方向盘加热垫、方向盘及车辆，以实现可同时进行加热和HOD，并且能够降低方向盘加热垫的生产成本。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种方向盘加热垫，包括离手检测HOD功能层、第一垫子层、第二垫子层、加热层以及屏蔽层；

所述第一垫子层和所述第二垫子层相对设置，所述第一垫子层和所述第二垫子层之间无接触；

所述离手检测HOD功能层位于所述第一垫子层的第一面，用于检测驾驶员的手是否离开方向盘；

所述加热层位于所述第二垫子层的第二面，用于对所述方向盘进行加热；

所述屏蔽层位于所述第一垫子层的第二面与所述第二垫子层的第一面之间，且所述屏蔽层接地，用于隔离所述离手检测HOD功能层和所述加热层。

进一步的，所述屏蔽层为导电层，所述导电层完全覆盖所述第一垫子层的第二面以及所述第二垫子层的第一面。

进一步的，所述屏蔽层连接电源地，所述屏蔽层还用于使所述离手检测HOD层和所述加热层之间无法产生寄生电容。

进一步的，所述第一垫子层和所述第二垫子层的材料相同。

进一步的，所述离手检测HOD层位于所述加热垫的最上方，所述加热层位于所述加热垫的最下方。

进一步的，所述离手检测HOD层包括电容传感器；

所述电容传感器实时监测所述离手检测HOD层周围电容场变化，判断驾驶员的手是否离开方向盘。

进一步的，所述加热层包括加热线圈和恒温控制器，所述加热线圈用于对所述方向盘进行加热，所述恒温控制器用于控制加热线圈的加热温度。

进一步的，所述离手检测HOD层和所述加热层连接车辆电源，由所述车辆电源供电。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种方向盘，包括上述的加热垫。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括上述的方向盘。

本实用新型提供一种方向盘加热垫、方向盘及车辆，加热垫包括离手检测HOD功能层、第一垫子层、第二垫子层、加热层以及屏蔽层；第一垫子层和第二垫子层相对设置，第一垫子层和第二垫子层之间无接触；离手检测HOD功能层位于第一垫子层的第一面，用于检测驾驶员的手是否离开方向盘；加热层位于第二垫子层的第二面，用于对方向盘进行加热；屏蔽层位于第一垫子层的第二面与第二垫子层的第一面之间，且屏蔽层接地，用于隔离离手检测HOD功能层和加热层。该加热垫能够实现可同时进行加热和离手检测，并且可以有效屏蔽加热层对离手检测HOD功能层产生的寄生电容的影响，提高离手检测精度，并且加热垫制作简单方便、便于普及，能够降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种方向盘加热垫的剖面结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的另一种方向盘加热垫的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例提供的一种方向盘加热垫的剖面结构示意图，如图1所示，方向盘加热垫包括离手检测HOD功能层110、第一垫子层140、第二垫子层150、加热层130以及屏蔽层120；

第一垫子层140和第二垫子层150相对设置，第一垫子层140和第二垫子层150之间无接触；

离手检测HOD功能层110位于第一垫子层140的第一面，用于检测驾驶员的手是否离开方向盘；

加热层130位于第二垫子层150的第二面，用于对方向盘进行加热；

屏蔽层120位于第一垫子层140的第二面与第二垫子层150的第一面之间，且屏蔽层120接地，用于隔离离手检测HOD功能层110和加热层130。

其中，离手检测HOD功能层可以依据是电容感应原理，通过电容式传感器进行测量，离手检测HOD功能层根据驾驶员对方向盘的抓握状态进行测量和判断，包括抓握方式、左右手辨别等。这种测量方式不受手套、衣物等影响，且无需驾驶员主动转动方向盘。在检测过程中，驾驶员与包覆在转向盘把圈上的离手检测HOD功能层形成电容回路，驾驶员手扶或离开转向盘时，电容会发生相应变化，如果探测到手在转向盘上，电容传感器会发出HANDS ON信号；反之，如果探测到手不在转向盘上，则发出HANDS OFF信号，从而实现检测驾驶员的手是否离开方向盘，并根据探测情况向驾驶员发出警告或者启动可用的辅助系统。加热层130通过内部的电阻丝进行发热，从而对方向盘进行加热，可以仅在手握的区域进行加热，可以节约成本。加热层130和离手检测HOD功能层通过第一垫子层140、第二垫子层150以及屏蔽层120完全隔离开，其中第一垫子层140和第二垫子层150相对设置，第一垫子层140和第二垫子层150之间无接触，且第一垫子层140和第二垫子层150之间通过屏蔽层120隔开，从而使加热垫能够实现可同时进行加热和离手检测。

具体的，方向盘加热垫是包覆在方向盘骨架上的垫子层，方向盘加热垫在工作过程中，若屏蔽层120未接地，当加热开启时，温度会影响离手检测HOD功能层110和屏蔽层120之间的第一垫子层140的温度，同时也影响了离手检测HOD功能层110和加热层130之间的第二垫子层150的温度，进而影响了第一垫子层140和第二垫子层150的介电常数，从而影响离手检测HOD功能层110和加热层130之间的寄生电容中的电荷变化，进而影响了HOD检测。将屏蔽层120接地，可以隔离离手检测HOD功能层110和加热层130，避免加热层130和离手检测HOD功能层之间产生寄生电容，可以有效的隔离加热层130对HOD检测的影响，提高离手检测精度，使方向盘加热垫在任何时候均可以同时进行加热和离手检测，避免了通过控制器控制方向盘加热和离手检测分时进行工作，使加热垫制作简单方便、便于普及，能够降低生产成本。

本实施例的技术方案提供一种方向盘加热垫，加热垫包括离手检测HOD功能层、第一垫子层、第二垫子层、加热层以及屏蔽层；第一垫子层和第二垫子层相对设置，第一垫子层和第二垫子层之间无接触；离手检测HOD功能层位于第一垫子层的第一面，用于检测驾驶员的手是否离开方向盘；加热层位于第二垫子层的第二面，用于对方向盘进行加热；屏蔽层位于第一垫子层的第二面与第二垫子层的第一面之间，且屏蔽层接地，用于隔离离手检测HOD功能层和加热层。该加热垫能够实现可同时进行加热和离手检测，并且可以有效屏蔽加热层对离手检测HOD功能层产生的寄生电容的影响，提高离手检测精度，并且加热垫制作简单方便、便于普及，能够降低生产成本。

图2为本实用新型实施例提供的另一种方向盘加热垫的剖面结构示意图，如图2所示，方向盘加热垫包括离手检测HOD功能层110、第一垫子层140、第二垫子层150、加热层130以及屏蔽层120；屏蔽层120为导电层，导电层完全覆盖第一垫子层140的第二面以及第二垫子层150的第一面。

具体的，将屏蔽层120设置为导电层，并使导电层完全覆盖第一垫子层140的第二面以及第二垫子层150的第一面，从而使屏蔽层120可以更快的传导电荷至地线，从而屏蔽加热层130和离手检测HOD功能层110之间产生寄生电容。

进一步的，继续参考图2，屏蔽层120连接电源地，屏蔽层还用于使离手检测HOD层和加热层之间无法产生寄生电容。

具体的，如图2所示，C1是离手检测HOD功能层110和屏蔽层120之间的寄生电容，C2是加热层130和离手检测HOD功能层110之间的寄生电容。方向盘加热垫在工作过程中，若屏蔽层120未接地，通常情况下，加热层130的加热电流是离手检测HOD功能层110的电流的千倍左右，因此加热层130产生的电场和感应磁场对HOD检测会有非常大的影响，当加热开启时，温度会影响离手检测HOD功能层110和屏蔽层120之间的第一垫子层140的温度，同时也影响了离手检测HOD功能层110和加热层130之间的第二垫子层150的温度，进而影响了第一垫子层140和第二垫子层150的介电常数，从而影响离手检测HOD功能层110和加热层130之间的寄生电容中的电荷变化。将屏蔽层120连接电源地，且屏蔽层120是完整的导电层，可以使离手检测HOD功能层110和加热层130之间无法产生寄生电容，可以有效的隔离加热层130对离手检测HOD功能层110的影响，同时，屏蔽层120接电源地，就不会产生离手检测HOD功能层110和加热层130之间的寄生电容C2，这样HOD的影响因素减少了，从而可以有效屏蔽加热层对HOD产生的寄生电容的影响。

可选的，第一垫子层140和第二垫子层150的材料相同。

具体的，第一垫子层140和第二垫子层150的材料可以采用是塑料等材质，且第一垫子层140和第二垫子层150的材料相同，便于加工制作，以降低方向盘加热垫的制造成本。

进一步的，继续参考图2，离手检测HOD层110位于加热垫的最上方，加热层130位于加热垫的最下方。

具体的，离手检测HOD层110位于加热垫的最上方，可以与驾驶员手掌接触，或者与离手检测HOD层110上方的皮革层接触，当驾驶员手扶或离开转向盘时，离手检测HOD层110上的电容会发生相应变化，从而检测驾驶员的手是否离开方向盘。加热层130位于加热垫的最下方，对方向盘进行加热。

进一步的，继续参考图2，离手检测HOD层110包括电容传感器111；电容传感器111实时监测离手检测HOD层110周围电容场变化，判断驾驶员的手是否离开方向盘。

具体的，电容传感器111可以测量驾驶员手握方向盘的电容值，从而实时监测离手检测HOD层110周围电容是否发生变化，判断驾驶员的手是否离开方向盘。

进一步的，继续参考图2，加热层130包括加热线圈131和恒温控制器132，加热线圈131用于对方向盘进行加热，恒温控制器132用于控制加热线圈131的加热温度。

具体的，加热线圈131可以是分布在加热层130中的电阻丝，通过电阻丝通电对方向盘进行加热。恒温控制器132可以检测并判断方向盘上的加热温度是否已经达到预设温度，若未达到预设温度，则可以通过加热线圈131继续加热，直至达到预设温度，方向盘的温度不再随着加热时间的延长而升高，恒温控制器132通过控制加热线圈131间歇开启和关闭，控制方向盘温度保持在预设温度。

可选的，离手检测HOD层110和加热层130连接车辆电源，由车辆电源供电。

具体的，参考图2，离手检测HOD层110中的电容传感器111通过导线连接车辆电源，由车辆电源供电，加热层130中的加热线圈131和恒温控制器132也通过导线连接车辆电源，由车辆电源供电。

本实施例的技术方案提供一种方向盘加热垫，该加热垫能够实现可同时进行加热和离手检测，并且可以有效屏蔽加热层对离手检测HOD功能层产生的寄生电容的影响，提高离手检测精度，并且加热垫制作简单方便、便于普及，能够降低生产成本。

本实用新型实施例还提供了一种方向盘，包括上述实施例中的加热垫。通过该加热垫使方向盘能够实现同时进行加热和离手检测，并且可以有效屏蔽加热层对离手检测HOD功能层产生的寄生电容的影响，提高离手检测精度，便于应用在车辆自动驾驶系统中。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例中的方向盘。该方向盘能够同时进行加热和离手检测，实现当检测到驾驶员的手离开方向盘时，车辆的自动驾驶系统能够介入进行车辆自动驾驶，进一步实现的车辆行驶过程中的安全性和可靠性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种方向盘加热垫，其特征在于，包括离手检测HOD功能层、第一垫子层、第二垫子层、加热层以及屏蔽层；

所述第一垫子层和所述第二垫子层相对设置，所述第一垫子层和所述第二垫子层之间无接触；

所述离手检测HOD功能层位于所述第一垫子层的第一面，用于检测驾驶员的手是否离开方向盘；

所述加热层位于所述第二垫子层的第二面，用于对所述方向盘进行加热；

所述屏蔽层位于所述第一垫子层的第二面与所述第二垫子层的第一面之间，且所述屏蔽层接地，用于隔离所述离手检测HOD功能层和所述加热层。

2.根据权利要求1所述的方向盘加热垫，其特征在于，所述屏蔽层为导电层，所述导电层完全覆盖所述第一垫子层的第二面以及所述第二垫子层的第一面。

3.根据权利要求2所述的方向盘加热垫，其特征在于，所述屏蔽层连接电源地，所述屏蔽层还用于使所述离手检测HOD层和所述加热层之间无法产生寄生电容。

4.根据权利要求1所述的方向盘加热垫，其特征在于，所述第一垫子层和所述第二垫子层的材料相同。

5.根据权利要求1所述的方向盘加热垫，其特征在于，所述离手检测HOD层位于所述加热垫的最上方，所述加热层位于所述加热垫的最下方。

6.根据权利要求1所述的方向盘加热垫，其特征在于，所述离手检测HOD层包括电容传感器；

所述电容传感器实时监测所述离手检测HOD层周围电容场变化，判断驾驶员的手是否离开方向盘。

7.根据权利要求1所述的方向盘加热垫，其特征在于，所述加热层包括加热线圈和恒温控制器，所述加热线圈用于对所述方向盘进行加热，所述恒温控制器用于控制加热线圈的加热温度。

8.根据权利要求1所述的方向盘加热垫，其特征在于，所述离手检测HOD层和所述加热层连接车辆电源，由所述车辆电源供电。

9.一种方向盘，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的加热垫。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的方向盘。