一种车辆的方向盘及车辆

摘要

本发明提供了一种车辆的方向盘及车辆，涉及车辆安全领域。本发明的方向盘包括盘体和油门手柄组件，其中，油门手柄组件安装在盘体上，油门手柄组件包括可转动或可移动的手柄，油门手柄组件设置成与控制器连接在一起，以将手柄的移动距离或转动角度信号发送至控制器，从而使控制器根据手柄的移动距离或转动角度信号控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩。因此，本发明可以通过油门手柄组件替代油门踏板来控制车辆行驶，只需要脚踩制动踏板即可，不需要在油门踏板和制动踏板之间切换，可以避免用户将油门踏板当做制动踏板踩踏的情况发生，从而提高了车辆行驶的安全性。

权利要求

1.一种车辆的方向盘，其特征在于，所述车辆包括控制器，所述方向盘包括：盘体；

油门手柄组件，安装在所述盘体上，所述油门手柄组件包括可转动或可移动的手柄，所述油门手柄组件设置成与所述控制器连接在一起，以将所述手柄的移动距离或转动角度信号发送至所述控制器，从而使所述控制器根据所述手柄的移动距离或转动角度信号控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩；

所述盘体上设有开口，所述开口具有相对的两侧，所述手柄呈柱状且设置在所述开口处，所述手柄的两端可枢转地连接于所述盘体，所述油门手柄组件还包括：电流传感器，与所述手柄连接，用于根据所述手柄的转动角度信号生成电流信号，以使得所述控制器根据电流信号控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩；

所述开口的一侧上设有盲孔，所述手柄朝向所述盲孔的一侧上设有凹陷的导向凹槽，所述导向凹槽呈圆弧形；所述油门手柄组件还包括：弹性件，设置在所述盲孔内，其一端与所述盲孔的底部连接；和

球体，设置在所述弹性件远离所述盲孔的底部的一端，以在所述手柄转动时利用所述弹性件将所述球体压入所述导向凹槽，从而对所述球体进行导向；

所述手柄配置成在转动至所述球体位于所述导向凹槽的末端的位置处时，所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩分别为各自的预设最大限值，所述预设最大限值表示所述车辆处于最高速度下行驶的限值；

所述球体为金属球，所述油门手柄组件还包括：

第一金属片，设置在所述盲孔内且一端与所述盲孔的底部连接，并且所述第一金属片还与所述电流传感器的输入线束连接；

第二金属片，设置在所述盲孔内且一端与所述盲孔的底部连接，并且所述第二金属片还与所述电流传感器的输出线束连接；

所述第一金属片和所述第二金属片配置成在所述球体被压出所述导向凹槽时与所述第一金属片和所述第二金属片接触，以将所述输入线束和所述输出线束连通，从而使得所述电流传感器处于短路状态，进而使得所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩均为零；在所述球体被压进所述导向凹槽中时与所述第一金属片和所述第二金属片脱离，从而使得所述电流传感器处于导通状态，进而使得所述控制器根据所述电流传感器的电流信号控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩。

2.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述方向盘还包括：

操作件，设置在所述盘体上，所述操作件配置成可操作地，以通过所述操作件上的两个操作按钮实现所述车辆在油门踏板模式和油门手柄模式之间切换，所述油门踏板模式指车辆的控制器根据油门踏板的开度控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩的模式，所述油门手柄模式指所述控制器根据所述手柄的移动距离或转动角度控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩的模式。

3.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述油门手柄组件还包括：阻尼装置，与所述手柄连接，用于在所述手柄移动或转动的过程中调节所述手柄移动至不同位置处所需要的转动力。

4.根据权利要求3所述的方向盘，其特征在于，

所述盘体的靠近所述开口的两侧处分别设有一个容置空间，所述电流传感器和所述阻尼装置分别设置在所述容置空间中，且分别通过转轴与所述手柄连接。

5.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于，所述方向盘还包括：

显示装置，设置在所述盘体上，所述显示装置上显示有用于表示车辆能量信息的能量槽，所述车辆能量信息表示所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩大小的信息。

6.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

如权利要求1‑5中任一项所述的方向盘；和

控制器，与所述电流传感器连接，以在接收到所述电流传感器发送的电流信号时，根据所述电流信号控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，还包括：

检测单元，与所述车辆的油门踏板和所述控制器连接，用于检测所述油门踏板的开度，并发送给所述控制器；

所述控制器配置成在所述车辆处于油门手柄模式且所述油门踏板的开度在预设时间内由零增加至预设开度以上时判定车辆处于紧急状态，并激活车辆的紧急刹车功能，以使得车辆紧急停车，所述预设开度表示所述车辆处于高速行驶的开度。

说明书

一种车辆的方向盘及车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆安全领域，特别是涉及一种车辆的方向盘及车辆。

背景技术

[0002] 目前汽车均带有油门踏板，在实际车辆驾驶过程中出现紧急情况时，用户有可能把油门踏板当作刹车踏板踩踏，从而导致事故发生。并且目前大部分驾驶人员习惯使用单手握方向盘，在车辆发生紧急情况时，无法及时有效地操控车辆，最终导致交通事故发生。

发明内容

[0003] 本发明第一方面的目的是要提供一种车辆的方向盘，解决现有技术中车辆行驶安全性较低的技术问题。

[0004] 本发明第一方面的进一步目的是要提高用户的体验感。

[0005] 本发明第二方面的目的是要提供一种具有上述方向盘的车辆。

[0006] 根据本发明第一方面的目的，本发明提供了一种车辆的方向盘，所述车辆包括控制器，所述方向盘包括：

[0007] 盘体；

[0008] 油门手柄组件，安装在所述盘体上，所述油门手柄组件包括可转动或可移动的手柄，所述油门手柄组件设置成与所述控制器连接在一起，以将所述手柄的移动距离或转动角度信号发送至所述控制器，从而使所述控制器根据所述手柄的移动距离或转动角度信号控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩。

[0009] 可选地，所述盘体上设有开口，所述开口具有相对的两侧，所述手柄呈柱状且设置在所述开口处，所述手柄的两端可枢转地连接于所述盘体，所述油门手柄组件还包括：

[0010] 电流传感器，与所述手柄连接，用于根据所述手柄的转动角度信号生成电流信号，以使得所述控制器根据电流信号控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩。

[0011] 可选地，所述开口的一侧上设有盲孔，所述手柄朝向所述盲孔的一侧上设有凹陷的导向凹槽，所述导向凹槽呈圆弧形；所述油门手柄组件还包括：

[0012] 弹性件，设置在所述盲孔内，其一端与所述盲孔的底部连接；和[0013] 球体，设置在所述弹性件远离所述盲孔的底部的一端，以在所述手柄转动时利用所述弹性件将所述球体压入所述导向凹槽，从而对所述球体进行导向；

[0014] 所述手柄配置成在转动至所述球体位于所述导向凹槽的末端的位置处时，所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩分别为各自的预设最大限值，所述预设最大限值表示所述车辆处于最高速度下行驶的限值。

[0015] 可选地，所述球体为金属球，所述油门手柄组件还包括：

[0016] 第一金属片，设置在所述盲孔内且一端与所述盲孔的底部连接，并且所述第一金属片还与所述电流传感器的输入线束连接；

[0017] 第二金属片，设置在所述盲孔内且一端与所述盲孔的底部连接，并且所述第二金属片还与所述电流传感器的输出线束连接；

[0018] 所述第一金属片和所述第二金属片配置成在所述球体被压出所述导向凹槽时与所述第一金属片和所述第二金属片接触，以将所述输入线束和所述输出线束连通，从而使得所述电流传感器处于短路状态，进而使得所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩均为零；在所述球体被压进所述导向凹槽中时与所述第一金属片和所述第二金属片脱离，从而使得所述电流传感器处于导通状态，进而使得所述控制器根据所述电流传感器的电流信号控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩。

[0019] 可选地，所述方向盘还包括：

[0020] 操作件，设置在所述盘体上，所述操作件配置成可操作地，以通过所述操作件上的两个操作按钮实现所述车辆在油门踏板模式和油门手柄模式之间切换，所述油门踏板模式指车辆的控制器根据油门踏板的开度控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩的模式，所述油门手柄模式指所述控制器根据所述手柄的移动距离或转动角度控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩的模式。

[0021] 可选地，所述油门手柄组件还包括：

[0022] 阻尼装置，与所述手柄连接，用于在所述手柄移动或转动的过程中调节所述手柄移动至不同位置处所需要的转动力。

[0023] 可选地，所述盘体的靠近所述开口的两侧处分别设有一个容置空间，所述电流传感器和所述阻尼装置分别设置在所述容置空间中，且分别通过转轴与所述手柄连接。

[0024] 可选地，所述方向盘还包括：

[0025] 显示装置，设置在所述盘体上，所述显示装置上显示有用于表示车辆能量信息的能量槽，所述车辆能量信息表示所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩大小的信息。

[0026] 根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种车辆，所述车辆包括：

[0027] 如上述的方向盘；和

[0028] 控制器，与所述电流传感器连接，以在接收到所述电流传感器发送的电流信号时，根据所述电流信号控制所述发动机的节气门开度和/或所述驱动电机的扭矩。

[0029] 可选地，还包括：

[0030] 检测单元，与所述车辆的油门踏板和所述控制器连接，用于检测所述油门踏板的开度，并发送给所述控制器；

[0031] 所述控制器配置成在所述车辆处于油门手柄模式且所述油门踏板的开度在预设时间内由零增加至预设开度以上时判定车辆处于紧急状态，并激活车辆的紧急刹车功能，以使得车辆紧急停车，所述预设开度表示所述车辆处于高速行驶的开度。

[0032] 本发明的方向盘包括盘体和油门手柄组件，其中，油门手柄组件安装在盘体上，油门手柄组件包括可转动或可移动的手柄，油门手柄组件设置成与控制器连接在一起，以将手柄的移动距离或转动角度信号发送至控制器，从而使控制器根据手柄的移动距离或转动角度信号控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩。因此，本发明可以通过油门手柄组件替代油门踏板来控制车辆行驶，只需要脚踩制动踏板即可，不需要在油门踏板和制动踏板之间切换，可以避免用户将油门踏板当做制动踏板踩踏的情况发生，从而提高了车辆行驶的安全性。

[0033] 本发明的方向盘还包括显示装置，其设置在盘体上，显示装置上显示有用于表示车辆能量信息的能量槽，车辆能量信息表示发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩大小的信息，从而可以将车辆的动力直观地展示出来，给予驾驶员视觉上的冲击，提升驾驶乐趣和驾驶体验。

[0034] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

[0035] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

[0036] 图1是根据本发明一个实施例的车辆的方向盘的示意性结构图；

[0037] 图2是图1所示方向盘的盘体的示意性结构图；

[0038] 图3是沿图1中的剖切线A‑A截取的示意性剖视图；

[0039] 图4是图1所示方向盘中油门手柄组件的手柄的示意性结构图；

[0040] 图5是根据本发明另一个实施例的车辆的方向盘的示意性结构图。

具体实施方式

[0041] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0042] 实施例1：

[0043] 图1是根据本发明一个实施例的车辆的方向盘100的示意性结构图。如图1所示，车辆包括控制器，车辆的方向盘100包括盘体10和油门手柄组件20，其中，油门手柄组件20安装在盘体10上，油门手柄组件20包括可转动或可移动的手柄21，油门手柄组件20设置成与控制器连接在一起，以将手柄21的移动距离或转动角度信号发送至控制器，从而使控制器根据手柄21的移动距离或转动角度信号控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩。

[0044] 该实施例可以通过油门手柄组件20替代油门踏板来控制车辆行驶，只需要脚踩制动踏板即可，不需要在油门踏板和制动踏板之间切换，可以避免用户将油门踏板当做制动踏板踩踏的情况发生，从而提高了车辆行驶的安全性。该实施例提供了两种对车辆动力输出的控制模式(油门手柄模式和油门踏板模式)，更加多样化及人性化，用户可以根据实际需求选择适合自己的控制模式，可以提升用户的驾驶操作体验。

[0045] 图2是图1所示方向盘100的盘体10的示意性结构图，图3是沿图1中的剖切线A‑A截取的示意性剖视图，图4是图1所示方向盘100中油门手柄组件20的手柄21的示意性结构图。如图2、图3和图4所示，并参见图1，油门手柄组件20还包括与手柄21连接的电流传感器24，用于根据手柄21的转动角度生成电流信号，以使得控制器根据电流信号控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩。这里，电流传感器24可以是霍尔传感器。

[0046] 在该实施例中，盘体10上设有开口11，开口11具有相对的两侧，手柄21呈柱状且设置在开口11处，手柄21的两端可枢转地连接于盘体10。该实施例相当于将手柄21嵌入到方向盘100的盘体10中，不需要占用多余的空间。电流传感器24根据手柄21自身转动的角度生成电流信号。在一个实施例中，手柄21可以设置成圆柱状，看上去更美观。

[0047] 在一个优选地实施例中，开口11的一侧上设有盲孔12。手柄21朝向盲孔12的一侧上设有凹陷的导向凹槽211，导向凹槽211呈圆弧形，油门手柄组件20还包括弹性件22和球体23，弹性件22设置在盲孔12内，其一端与盲孔12的底部连接。球体23设置在弹性件22远离盲孔12的底部的一端，以在手柄21转动时利用弹性件22将球体23压入导向凹槽211中，从而对球体23进行导向。手柄21配置成在转动至球体23位于导向凹槽211的末端的位置处时，发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩分别为各自的预设最大限值，预设最大限值表示车辆处于最高速度下行驶的限值。也就是说，当球体23位于导向凹槽211的末端时，驾驶员使用正常的旋转力是不足以让球体23继续移动，手柄21无法极限转动，这样可以给驾驶员一个提醒，此刻已经达到最大动力值，油门开度已经为100％了，速度已经达到最大，不能再继续加速了。这里，弹性件22可以设为弹簧，且弹性件22可以设置为与球体23连接。

[0048] 在一个优选地实施例中，油门手柄组件20设置在靠近方向盘100三点钟的方向处，驾驶员需要双手在三点钟方向和九点钟方向握住方向盘100，可以更便于驾驶员操作油门手柄组件20，同时也改善了驾驶员的驾驶习惯。当车辆出现紧急情况时，例如，行驶过程中爆胎或紧急避让的话，可以使得驾驶员有效地操控车辆，避免车辆失控，提高形成的安全性。

[0049] 图5是根据本发明另一个实施例的车辆的方向盘100的示意性结构图。如图5所示，并参见图1、图2、图3和图4，在一个优选地实施例中，球体23为金属球，油门手柄组件20还包括第一金属片26和第二金属片27，第一金属片26设置在盲孔12内且一端与盲孔12的底部连接，并且第一金属片26还与电流传感器24的输入线束29连接。第二金属片27设置在盲孔12内且一端与盲孔12的底部连接，并且第二金属片27还与电流传感器24的输出线束28连接。第一金属片26和第二金属片27配置成在球体23被压出导向凹槽211时与第一金属片26和第二金属片27接触，以将输入线束29和输出线束28连通，从而使得电流传感器24处于短路状态，进而使得发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩均为零；在球体23被压进导向凹槽
211中时与第一金属片26和第二金属片27脱离，从而使得电流传感器24处于导通状态，进而使得控制器40根据电流传感器24的电流信号控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩。

[0050] 可以理解的是，当球体23没有被压入导向凹槽211中时，球体23始终是与第一金属片26和第二金属片27接触的，相当于电流传感器24一直处于短路状态，没有电流信号输出，控制器40自然就控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩均为零。当球体23由于手柄21的转动被压入导向凹槽211中，从而与第一金属片26和第二金属片27脱离，电流传感器24由短路状态切换至导通状态，电流传感器24开始有电流信号输出，随着手柄21的转动角度变大，输出的电流信号也逐渐变大，因而控制器40根据电流信号控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩。当球体23运动至导向凹槽211的末端时，驾驶员使用更大的力气转动手柄21的话，会使得球体23从导向凹槽211中压出。此时球体23重新与第一金属片26和第二金属片27接触，从而使得电流传感器24切换至短路状态，油门开度为零，控制器40控制输出动力为零，相当于切换了车辆的动力输出。为了进一步保证车辆的行驶安全，当球体23从导向凹槽211中压出时激活车辆的紧急刹车功能，将车辆刹停。

[0051] 在该实施例中，操作件30设置在盘体10上，操作件30配置成可操作地，以通过操作件30上的两个操作按钮实现车辆在油门踏板模式和油门手柄模式之间切换，油门踏板模式指车辆的控制器根据油门踏板的开度控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩的模式，油门手柄模式指控制器根据手柄21的移动距离或转动角度控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩的模式。这里的操作件30可以是多功能按键，其用于控制菜单栏，菜单栏中包含油门手柄模式和油门踏板模式的选择。当选择油门踏板模式时，油门手柄组件20无信号输出，功能失效。该实施例中，车辆油门刹车控制状态与现有技术一致，油门踏板控制油门，制动踏板控制制动器。

[0052] 该实施例在车辆的方向盘100上增加一个油门手柄组件20和操作件30，同时在软件功能设计时，增加控制逻辑，从而实现车辆在油门手柄模式和油门踏板模式之间切换。驾驶员经验较少的话，可以自己选择切换至油门手柄模式。在油门手柄模式激活时，驾驶员需要双手握着方向盘100，以便操作油门手柄组件20，使得驾驶员驾驶时符合标准驾驶手势，有助于改善单手驾驶的不良驾驶习惯，并在可以在车辆突发情况下，加强对车辆的控制能力。

[0053] 进一步地，油门手柄组件20还包括与手柄21连接的阻尼装置25，用于在手柄21移动或转动的过程中调节手柄21移动至不同位置处所需要的转动力。例如，当手柄21刚转动时所需要的转动力可以设置得小一点，此时速度不是很高；随着手柄21的转动角度逐渐变大，其所需要的转动力也逐渐变大，给驾驶员形成不同的手感，从而可以根据手感体验到动力的逐渐增大，使得驾驶员得到较佳的力矩反馈。

[0054] 在一个优选地实施例中，盘体10的靠近开口11的两侧处分别设有一个容置空间，电流传感器24和阻尼装置25分别设置在两个容置空间中，且分别通过转轴212与手柄21连接。该实施例将电流传感器24和阻尼装置25设置在手柄21的两侧，与将电流传感器24和阻尼装置25均设置在手柄21的同一侧的方案相比，更节省安装空间。并且该实施例将电流传感器24和阻尼装置25均设置在盘体10的容置空间中，可以进一步减小油门手柄组件20的安装空间。

[0055] 在该实施例中，方向盘100还包括设置在盘体10上的显示装置1312，显示装置1312上显示有用于表示车辆能量信息的能量槽，模拟显示能量充能状态，车辆能量信息表示发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩大小的信息，从而可以将车辆的动力直观地展示出来，给予驾驶员视觉上的冲击，提升驾驶乐趣和驾驶体验。另外，显示装置1312还可以显示滚动信息或歌词等。具体地，操作件30在菜单栏中选择车辆的驾驶模式为运动模式或者赛道模式时，显示装置1312显示为能量槽。随着油门开度的变化，能量槽逐渐充能，颜色从左往右依次呈现绿色、黄色和红色。

[0056] 进一步地，方向盘100上还设有换挡拨片(图中未示出)，用于切换车辆的挡位。方向盘100的中心位置处设有盖板，按压盖板可以激活喇叭功能，且在盖板下设有安全气囊，以在车辆处于紧急状态下激活安全气囊，从而保护驾驶员的头部。该实施例可以将换挡拨片设置在靠近油门手柄组件20的位置处，在用户进行激烈驾驶时，可以通过受直接控制油门和换挡拨片，比较便利，增加了驾驶乐趣，提升了驾驶体验。

[0057] 本发明还提供了一种车辆，车辆包括上述的方向盘100和控制器40，控制器40与电流传感器24连接，以在接收到电流传感器24发送的电流信号时，根据电流信号控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩。

[0058] 进一步地，车辆还包括检测单元(图中未示出)，其与车辆的油门踏板和控制器40连接，用于检测油门踏板的开度，并发送给控制器40。控制器40配置成在车辆处于油门手柄模式且油门踏板的开度在预设时间内由零增加至预设开度以上时判定车辆处于紧急状态，并激活车辆的紧急刹车功能，以使得车辆紧急停车，预设开度表示车辆处于高速行驶的开度。这种设计可以避免在车辆处于油门手柄模式时，出现驾驶员误将油门踏板当作制动踏板，避免造成交通事故。

[0059] 这里，预设时间可以设置为1s，也可以根据实际设计需求设定。预设开度可以设置为90％，也可以根据实际设计需求设定。

[0060] 本实施例基于当前汽车电气化、智能化的现状，提出了一种预防油门踏板错踩，同时改善驾驶员驾驶习惯的解决方案。在方向盘100上增加了油门手柄组件20，驾驶人员可以通过功能模式切换，激活方向盘100上的油门手柄组件20的信号输出，同时使油门踏板的信号输出失效。本实施例可以提升部分用户在紧急情况下的操作车辆的合理性和安全性，避免交通事故发生。同时该实施例也可以用于某些特殊驾驶模式，提升驾驶乐趣和驾驶体验。

[0061] 实施例2：

[0062] 实施例2与实施例1的区别仅在于：

[0063] 油门手柄组件20包括两个电流传感器，当手柄在起点位置逆时针转动时控制发动机的节气门开度和/或驱动电机的扭矩，当手柄在起点位置顺时针转动时控制制动力输出。

[0064] 至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。