一種智能汽車方向盤制造技術

一種新型智能汽車方向盤，所述新型智能汽車方向盤包括構成方向盤本體的金屬骨架、微元胞填充層和外表面蒙皮，酒精氣體傳感器，電阻應變片，轉向軸連接配合桿，安全氣囊，左側多功能開關，右側多功能開關，輻條多功能開關，控制器，狀態提示燈和線束若干；所述微元胞填充層設置在方向盤本體內部；所述酒精氣體傳感器，電阻應變片和控制器設置在方向盤本體中的微元胞填充層內部，左側多功能開關和右側多功能開關套裝在方向盤本體的左右兩側，輻條多功能開關設置在方向盤本體輻條的上面，狀態提示燈設置在方向盤本體的外表面。該方向盤在獲得執行可靠性和準確性的同時，操作快捷、簡單。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及汽車領域，具體的說涉及一種新型智能汽車方向盤。
技術介紹
隨著汽車行業的不斷發展，汽車已經成為人們日常生活不可或缺的重要交通工具。而隨著汽車的普及，人們對汽車性能的要求也越來越高，在獲得良好動力性和經濟性的同時，還要求具備功能集成化程度高，操作方便快捷的新型多功能汽車方向盤。在現實生活中，汽車的部分控制裝置的執行元件為桿系結構，其結構復雜，并且，外殼結構因為要根據手形制作以滿足舒適性，所以外殼制造工藝繁瑣，加工成本和模具成本比較高；另一方面在突發狀況或心不在焉時很容易誤操作。如果將這些桿系控制裝置與方向盤做成一個整體，并設有提醒裝置和防誤操作裝置，將有助于改善控制的準確性，及時性和快捷性，同時大大提高了方向盤的功能效率。此外，這些桿系控制裝置不僅要在經常受到不同頻率和大小的力的使用下能保持好原來的形狀，同時，還要根據人體的手形制作在一定限度內保證舒服程度，也要具有一定的強度和彈性，防止結構破壞，影響指令的準確性和及時性。最重要的一點，隨著汽車的大量增加，每年都會有成千上萬的交通事故發生，而這些交通事故中有很大一部分來源于駕駛員的疲勞駕駛與醉酒駕駛，如果將方向盤的盤緣內部做成微元胞結構，通過檢測微元胞的結構形變來反饋信號，判斷并提醒駕駛員的行駛狀態，將會有效避免這類交通事故的發生，保護駕駛員與行人的安全。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提出的一種新型智能汽車方向盤，該方向盤在獲得執行可靠性和準確性的同時，且操作快捷簡單，利用提醒裝置與防誤操作裝置，讓駕駛員可以安全駕駛；同時為了滿足外圈骨架的強度、剛度要求，保證良好的握感，同時便于檢測疲勞駕駛，該方向盤的盤緣內部做成微元胞填充結構。本專利技術的目的是這樣實現的，該型智能汽車方向盤包括構成方向盤本體的金屬骨架、微元胞填充層和外表面蒙皮，酒精氣體傳感器，電阻應變片，轉向軸連接配合桿，安全氣囊，左側多功能開關，右側多功能開關，輻條多功能開關，控制器，狀態提示燈和線束若干；所述微元胞填充層設置在方向盤本體內部，微元胞填充層由呈密度梯度分布的一系列微元胞排列構成，所述微元胞為負泊松比微元胞；所述酒精氣體傳感器，電阻應變片和控制器設置在方向盤本體中的微元胞填充層內部，左側多功能開關和右側多功能開關套裝在方向盤本體的左右兩側，輻條多功能開關設置在方向盤本體輻條的上面，狀態提示燈設置在方向盤本體的外表面。所述控制器包括：用于處理各模塊之間的關系并向各模塊發出相應指令的MCU微控制器；用于采集開關信號的開關信號采集模塊；用于供電的電源模塊；用于驅動點亮OLED小燈的OLED燈驅動模塊；用于連接汽車藍牙裝置并收發信號的藍牙模塊；用于檢測駕駛員酒駕情況的酒精傳感器模塊、用于檢測駕駛員疲勞駕駛情況的電阻應變片處理模塊，用于采集模擬信號的模擬信號采集模塊，本專利技術具有以下優點和積極效果：1.本專利技術通過設計一種新型的具有微元胞密度梯度分布的智能方向盤，具有較高的強度和剛度，一方面可以在不同大小和頻率的力下很好地保持方向盤本體形狀，另一方面可以保證良好的觸感。2.本專利技術通過檢測微元胞的結構形變來反饋信號，判斷并提醒駕駛員的行駛狀態，當駕駛員疲勞駕駛時，施加給方向盤的力的大小和形式將會產生大致五種變化，即應力過大，應力過小，單手離開，雙手離開，應變區域過多，其中單手離開和雙手離開由布置在車上的位置傳感器檢測，應變區域過多是指兩只手臂壓在方向盤上，具體表現為受力的應變片增多，應力過大是指一只手臂橫放在方向盤上，具體表現為受力的應變片應變增大，應力過小是指雙手仍正常握著方向盤，但是由于疲勞，握力小于限定值，具體表現為應變片應變減小。這五種情況都會觸發警報，即車里的喇叭響，提醒駕駛員要做適當休息。當駕駛員醉酒駕駛時，酒精氣體傳感器經過吸收駕駛員呼出的氣體，由酒精傳感器模塊進行處理檢測酒精濃度，再由MCU判斷是否屬于酒駕范圍，進而通過藍牙通道傳至ECU和BCM發出相應動作，若汽車未啟動，則不讓汽車啟動，若發動機啟動了但是沒有車速，則不讓其驅動，若發動機啟動了而且有車速，則限速，打雙閃。3.本專利技術所述的智能方向盤多功能開關裝置的滾輪結構，可以通過滾輪的左右滑動，實現檔位的轉換，同時有文字和圖像對檔位信息進行補充說明，并且設有狀態提示燈，用來顯示和提醒各檔位的工作狀態。4.本專利技術為了方便駕駛員對檔位工作狀態進行實時觀察，設計了一種狀態指示燈，其位于方向盤本體外表面，具體定位在方向盤擺正位置時的上半圈，共十二個狀態指示燈，對稱分布于兩側，左側狀態指示依次為左轉向燈、右轉向燈、遠光燈、近光燈、霧燈，前窗噴水，右側依次為，前窗雨刷，后窗噴水，后窗雨刷，前窗預熱，后窗預熱，車窗升降，相應功能的指示燈上刻有表達該功能的文字或圖像，狀態指示燈的觸發效果為當多功能開關模塊旋轉至相應命令檔位時，狀態指示燈進入閃爍狀態，當功能已經執行時，狀態指示燈進入常亮狀態，并且由于前窗噴水，前窗雨刷，后窗噴水，后窗雨刷，前窗預熱，后窗預熱存在調節問題，所以其狀態燈有漸變趨勢，如預熱溫度越高，其狀態指示燈越紅。5.本專利技術所述的智能方向盤多功能開關裝置的實現效果由狀態提示燈進行指示并提醒，而且設置有工作位置，便于防止誤操作。6.本專利技術為了使滾輪的滾動流暢，滾動滾輪時手感良好，實時準確地進行檔位轉換，方向盤本體外邊面蒙皮與檔位按鈕均采用塑料或復合材料制成，中間滾輪是由橡膠材料制成；本專利技術為了便于駕駛員觀察與操作，在各檔位上表面刻有相應的圖像或文字，清晰易懂。7.本專利技術為了保證駕駛員的交通安全，設置了檢測酒駕的酒精氣體傳感器和感受疲勞駕駛的電阻應變片。酒精氣體傳感器經過吸收駕駛員呼出的氣體，由酒精傳感器模塊進行處理檢測酒精濃度，再由MCU判斷是否屬于酒駕范圍，進而通過藍牙通道傳至ECU和BCM發出相應動作，若汽車未啟動，則不讓汽車啟動，若發動機啟動了但是沒有車速，則不讓其驅動，若發動機啟動了而且有車速，則限速，打雙閃。電阻應變片則是通過巡檢電路的巡檢，傳至信號處理電路處理，再由MCU做出疲勞判斷，通過藍牙通道傳至BCM，利用喇叭對駕駛員進行提醒。8.本專利技術新型智能汽車方向盤可以實時顯示當前汽車車燈，檔位，雨刷，暖風的工作狀態，并且以文字或圖像的形式直觀表達，此外，設置工作位置、先旋后推或拉的操作方式以防誤操作，并利用外表面蒙皮內部微結構的結構形變檢測疲勞駕駛等不安全現象，同時該裝置結構簡單可靠，重量較輕，既具有舒服的觸感，進一步推廣其在用戶中的應用。附圖說明：圖1為本專利技術的正視圖。圖2為本專利技術圖1的俯視圖。圖3為本專利技術圖2的局部剖視圖。圖4為本專利技術的信號響應機制的流程圖。圖5為本專利技術左轉向燈檔實現功能的流程圖。圖6為本專利技術右轉向燈檔實現功能的流程圖。圖7為本專利技術近光燈檔實現功能的流程圖。圖8為本專利技術遠光燈檔實現功能的流程圖。圖9為本專利技術霧光檔實現功能的流程圖。圖10為本專利技術組合檔實現功能的流程圖。圖11為本專利技術車窗升降實現功能的流程圖。圖12為本專利技術車窗預熱實現功能的流程圖。圖13為本專利技術雨刷和噴水實現功能的流程圖。圖14為本專利技術檢測的不安全行駛項目。圖15為本專利技術疲勞駕駛的檢測方式。圖16為本專利技術檢測疲勞駕駛實現功能的流程圖。圖17為本專利技術檢測醉酒駕駛實現功能的流程圖。圖18為本專利技術藍牙模塊實現功能的流程本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型智能汽車方向盤，其特征在于：所述新型智能汽車方向盤包括構成方向盤本體的金屬骨架(1)、微元胞填充層(2)和外表面蒙皮(3)，酒精氣體傳感器(4)，電阻應變片(5)，轉向軸連接配合桿(6)，安全氣囊(7)，左側多功能開關(8)，右側多功能開關(9)，輻條多功能開關(10)，控制器(11)，狀態提示燈(12)和線束若干；所述微元胞填充層(2)設置在方向盤本體內部，微元胞填充層(2)由呈密度梯度分布的一系列微元胞排列構成，所述微元胞為負泊松比微元胞；所述酒精氣體傳感器(4)，電阻應變片(5)和控制器(11)設置在方向盤本體中的微元胞填充層(2)內部，左側多功能開關(8)和右側多功能開關(9)套裝在方向盤本體的左右兩側，輻條多功能開關(10)設置在方向盤本體輻條(13)的上面，狀態提示燈(12)設置在方向盤本體的外表面。

【技術特征摘要】
2016.07.25 CN 20162078712241.一種新型智能汽車方向盤，其特征在于：所述新型智能汽車方向盤包括構成方向盤本體的金屬骨架(1)、微元胞填充層(2)和外表面蒙皮(3)，酒精氣體傳感器(4)，電阻應變片(5)，轉向軸連接配合桿(6)，安全氣囊(7)，左側多功能開關(8)，右側多功能開關(9)，輻條多功能開關(10)，控制器(11)，狀態提示燈(12)和線束若干；所述微元胞填充層(2)設置在方向盤本體內部，微元胞填充層(2)由呈密度梯度分布的一系列微元胞排列構成，所述微元胞為負泊松比微元胞；所述酒精氣體傳感器(4)，電阻應變片(5)和控制器(11)設置在方向盤本體中的微元胞填充層(2)內部，左側多功能開關(8)和右側多功能開關(9)套裝在方向盤本體的左右兩側，輻條多功能開關(10)設置在方向盤本體輻條(13)的上面，狀態提示燈(12)設置在方向盤本體的外表面。2.根據權利要求1所述的一種新型智能汽車方向盤，其特征在于：所述控制器(11)包括：用于處理各模塊之間的關系并向各模塊發出相應指令的MCU微控制器(11-1)；用于采集開關信號的開關信號采集模塊(11-2)；用于供電的電源模塊(11-3)；用于驅動點亮OLED小燈的OLED燈驅動模塊(11-4)；用于連接汽車藍牙裝置并收發信號的藍牙模塊(11-5)；用于檢測駕駛員酒駕情況的酒精傳感器模塊(11-6)、用于檢測駕駛員疲勞駕駛情況的電阻應變片處理模塊(11-7)，用于采集模擬信號的模擬信號采集模塊(11-8)；其中：開關信號采集模塊(11-2)包括開關信號采集電路，電源模塊(11-3)包括供電電路，通過線束連接到汽車低壓供電系統，OLED燈驅動模塊(11-4)包括OLED燈驅動電路，酒精傳感器模塊(11-6)包括供電電路和傳感器信號處理電路，將處理過的信號傳至MCU的AD接口，電阻應變片處理模塊(11-7)包括信號巡檢電路和信號處理電路，巡檢電路是巡檢二十四個電阻應變片的，然后由信號處理電路處理，將處理過的信號傳至MCU的AD接口，模擬信號采集模塊(11-8)包括供電電路和信號濾波電路，將經過濾波的電壓值傳至MCU的AD接口。3.根據權利要求1所述的一種新型智能汽車方向盤，其特征在于：所述酒精氣體傳感器(4)安裝在方向盤擺正時方向盤中間軸線與盤緣的下方交點處，用于檢測駕駛員酒駕；所述電阻應變片(5)布置于方向盤外表面圓周四個45°的方向上，沿盤緣共布置二十四個，每16mm布置一個，用于檢測駕駛員疲勞駕駛。4.根據權利要求1所述的一種新型智能汽車方向盤，其特征在于：所述左側多功能開關(8)的執行元件是一環形橡膠滾輪，其套裝于方向盤本體左側偏上部位，可360°旋轉，其執行動作為先繞其自身軸線將相應功能鍵旋至工作位置，再向前推或者向后拉即觸發功能，其上分布有三個檔位，呈長方體狀，其中轉向燈擋位于檔位結構正中間，處于工作位置，向上推為左轉向燈擋，向下拉為右轉向燈擋，往左滾動為近光遠光檔，向上推為近光擋，向下拉為遠光擋，往右滾動依次...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬芳武，趙穎，張鵬，梁鴻宇，吳量，張斌，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22