测力方向盘的制作方法

文档序号:9934727阅读:888来源:国知局
测力方向盘的制作方法
【专利说明】测力方向盘
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年12月31日提交的且序列号为62/098,964的标题为“测力方向盘(Force Measuring Steering Wheel)”的美国临时专利申请的优先权。此项相关申请的主题据此以引用方式并入本文。
技术领域
[0003]各实施方案大体上涉及人-车辆接口,并且更具体地,涉及测力方向盘。
【背景技术】
[0004]现代车辆通常包括多种子系统,如多媒体子系统、气候控制子系统、电动窗/电动锁子系统以及其他相似的子系统。此外,现代车辆也通常包括用于控制那些各种子系统的若干不同的控制面板。例如,车辆的仪表板可包括多媒体面板和气候控制面板,而车辆的门可包括电动窗/电动锁面板。
[0005]具有上文所描述的不同面板的配置的一个问题在于车辆的驾驶员需要将至少一只手从方向盘移开,以便操控控制面板并且控制对应的子系统。例如,驾驶员必须将他/她的手从方向盘移开,以便调整温度、风扇速度、空调(A/C)以及在气候控制面板上的其他项目。由这类布置造成的另一个危险在于驾驶员被迫将注意力转移离开驾驶动作,以便与不同的车辆子系统交互。此类转移减少驾驶员控制车辆的能力,这危及驾驶员和车辆的其他乘客的安全。
[0006]如上文所述,用于控制车辆内的不需要驾驶员将他们的手从方向盘移开的子系统的技术将是有用的。

【发明内容】

[0007]所阐述的一个或多个实施方案包括存储程序指令的非瞬时性计算机可读介质,所述程序指令在由处理器执行时,致使处理器通过执行以下步骤控制包括于车辆内的多个子系统的操作:获取反映施予到方向盘中的力的数据,处理数据以便识别包括于多个力输入中的第一力输入,将第一力输入转变成第一命令,以及致使包括于多个子系统中的第一子系统执行第一命令。
[0008]本文所阐述的技术的至少一个优点在于车辆的驾驶员不需要将任一只手从方向盘移开,以便调整车辆内子系统的操作,从而提高驾驶员安全。此外,驾驶员可与那些子系统交互,而无需转移视觉注意力,从而进一步提高驾驶员安全。利用这些技术,可减少归因于驾驶员注意力分散而引起的车辆事故。
【附图说明】
[0009]因此,为了详细理解上文陈述的一个或多个实施方案的特征,通过参考某些特定实施方案来对以上简要概述的一个或多个实施方案进行更具体的描述,这些实施方案中的一些在附图中示出。然而,应注意,附图仅示出典型的实施方案,且因此不应被视为以任何方式限制其范围,因为各种实施方案的范围也包括其它实施方案。
[0010]图1A-1B示出了被配置来实现各种实施方案的一个或多个方面的力控制系统;
[0011 ]图2A-2D示出根据各种实施方案的可与图1A-1B中的方向盘一起实现的传感器的不同示例性配置;
[0012]图3示出根据各种实施方案的可与图1A-1B中的方向盘一起实现的转向组件;
[0013]图4示出根据各种实施方案的用于检测由车辆驾驶员施予的力的光学传感器的示例性配置;
[0014]图5A-5B示出根据各种实施方案的与图1A-1B中的方向盘相关联的不同空间坐标;
[0015]图6示出根据各种实施方案的驾驶员在图1A-1B的方向盘上处于静止位置的手;
[0016]图7A-7B示出根据各种实施方案的如何将极向力施予给图1A-1B中的方向盘;
[0017]图8A-8B示出根据各种实施方案的如何将单只手的压力施予给图1A-1B中的方向盘;
[0018]图9A-9B示出根据各种实施方案的如何将两只手对称的压力施予给图1A-1B中的方向盘;
[0019]图10A-10B示出根据各种实施方案的如何将两只手非对称的压力施予给图1A-1B中的方向盘;
[0020]图11A-11B示出根据各种实施方案的如何将环行剪切力施予给图1A-1B中的方向盘;
[0021]图12A-12B示出根据各种实施方案的如何将相反的环行剪切力施予给图1A-1B中的方向盘;
[0022]图13A-13C示出根据各种实施方案的如何可将压缩力和拉伸力施予给图1A-1B中的方向盘;并且
[0023]图14是根据各种实施方案的用于控制车辆内的子系统的方法步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0024]在以下描述中,阐述众多特定细节以提供对某些特定实施方案的更透彻理解。然而,本领域的技术人员将明白,其他实施方案可在没有这些特定细节中的一个或多个细节的情况下或在具有额外特定细节的情况下加以实践。
[0025]图1A示出了被配置来实现各种实施方案的一个或多个方面的力控制系统。如图所示,控制系统100包括耦合到计算装置120(其进而耦合到子系统140)的方向盘110。子系统140包括多媒体系统142、导航装置144、气候控制器146和巡航控制器148。提供所示出的特定子系统仅用于示例性目的,且并不意图限制各种实施方案的范围。图1B示出在示例性车辆内的控制系统100的示例性配置。
[0026]现参照图1B,如图所示,车辆150包括方向盘110、计算装置120和子系统140。同样如图所示,驾驶员160驻留在车辆150内。驾驶员160的左手162定位在方向盘110上。驾驶员160的右手164定位在方向盘110上。
[0027]大体参照图1A-1B,可以常规方式操控方向盘110,以便控制车辆150的方向。方向盘110还可接收由驾驶员施予的力。如下文更加详细地描述,控制系统100被配置来测量那些力,并且随后作为响应,执行包括对子系统140发起命令的多种不同的动作。
[0028]方向盘110包括设置在方向盘110和/或方向盘柱(未示出)上和/或其中的一个或多个传感器112。传感器112可实现用于检测由驾驶员160施予的力的大量技术。所施予的力例如包括且不限于压力、扭矩力、剪切力、极向力和/或环行取向的力等等。方向盘110可包括能够测量上文所提及的力中的任一个的任何技术上可行类型的传感器。例如但不限于,方向盘110可包括压力传感、气动传感、应变仪负荷传感器(strain gauge load cell)、压电晶体、电阻传感、电容传感、视觉传感、热传感、超声传感、红外传感、基于激光的传感、基于雷达的传感、飞行时间传感以及基于结构光的传感器、用来确定剪切力的表面元件的光学传感、微光学谐振器、基于聚合物的剪切力传感器、覆盖有纳米绒毛的聚合物片材、压阻剪切传感器等等。
[0029]在一个实施方案中,方向盘110被配置来响应于所施予的力而变形。所述变形可发生在方向盘110内的微观结构水平,并且因此不会引起驾驶员160的注意。或者,方向盘110的变形可发生在实际上可引起驾驶员160的注意的微观水平。在任一情况下,传感器112被配置来检测和测量变形,并且随后基于那些测量来量化所施予的力。
[0030]传感器112可根据大量不同的位置和/或取向耦合到方向盘110或包括在方向盘110内。一般来说,如本文中更加详细地描述,定位传感器112以允许驾驶员160输入力和/或压力,而不将任一只手从方向盘110移开。例如但不限于,一个或多个传感器112可靠近由驾驶员160在抓握方向盘110时假定的手的常用位置而定位,和/或传感器112可沿方向盘110的圆周而设置,以便不管方向盘110的取向(例如,旋转)如何都允许使用者与传感器112交互。
[0031]驾驶员160将力和/或压力(例如,剪切力和/或抓握压力)施予给传感器112,以便控制多媒体系统142、导航装置144、气候控制器146、巡航控制器148和除了子系统140的潜在的其他子系统(未不出)。其他子系统例如可包括加速、制动、电动窗子系统,电动锁子系统,前灯控制器,风挡刮水控制器,牵引或防滑设置,四轮驱动控制器,座椅调整系统,内景照明、电动侧视镜和后视镜系统等等,而不受限制。
[0032]计算装置120包括处理单元122、输入/输出(I/O)装置124和存储单元126。在各种实施方案中,计算装置120可以是移动式计算机、芯片上系统(SoC)、信息娱乐系统、导航系统、移动装置、移动电话、个人数字助理或用于实践本公开的一个或多个实施方案的任何其他装置。如图所示,计算装置120被配置来从传感器112接收输入。计算装置120也可耦合到与控制系统100相关联的一个或多个输出装置,所述输出装置包括被配置来产生针对驾驶员160的反馈的一个或多个装置,如触觉装置和/或扬声器。一般来说,计算装置120被配置来协调控制系统100的整体操作。被配置来实现控制系统100的功能性的任何技术上可行的系统都落在本公开的范围内。
[0033]处理单元122可以是被配置来处理数据的任何技术上可行的单元,例如,包括中央处理单元(CPU)或专用集成电路(ASIC),而不受限制。I/O装置124包括被配置来接收输入的装置(例如像一组按钮,而不受限制)、被配置来传送输出的装置(例如像显示屏,而不受限制)、以及能够既接收输入又传送输出的装置(例如像通用串行总线(USB)端口,而不受限制)。在一些实施方案中,I/O装置124包括实现传感器112(如压力传感器、力传感器、接触传感器、摄像机、深度传感器、红外传感器、时间飞行传感器、超声传感器等)的一个或多个装置。因此,在一些实施方案中,I/O装置124测量与经由方向盘110接收到的输入相关联的各种类型的使用者输入,如力、压力、电容、按钮压力、手位置、输入方向、姿势等。
[0034]存储单元126可以是被配置来存储数据和程序代码的任何技术上
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