本发明属于汽车转向系统应用技术领域，具体涉及汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，在寒冷的季节让方向盘变得暖和，在提升驾驶体验的同时，也可以提高驾驶安全性，且方向盘振动提示，可以对驾驶员进行最直接的提醒反馈，大大提高了驾驶员反应时间，解决驾驶员在驾驶过程中，注意力会高度集中，有时会忽略车内的声光报警提示，导致反应时间不够及时，容易出现驾驶安全问题。
背景技术：
随着科技的发展，作为汽车转向系统中的重要部件方向盘，不仅仅是转向的部件，还兼具更多种功能，如音响控制、定速巡航、蓝牙、行车电脑等功能都能通过方向盘实现。
hod（handoffdetection）功能，即离手检测功能，是adas（高级驾驶辅助系统）的一种，也是l1-l4级汽车自动驾驶系统的要求，hod正逐渐被越来越多的整车厂所重视。
现有的hod（handoffdetection）功能所存在的问题是：1、采用红外、压力检测的方式实现加热和hod检测的范围有限，且还需要对现有的方向盘进行改造或定制，虽可减少零件的成本，但方向盘改造的成本远超减少的成本；2、目前市面上带加热功能的方向盘较少，并且功能单一，实现hod、加热和振动三合一功能的几乎没有；3、通过声光告警的方式存在反应时间延时的问题，在车道偏离预警、驾驶员疲劳探测等驾驶辅助系统需要快速反应时间的应用，当驾驶员驾驶车辆注意力不够集中时，容易出现驾驶安全问题。
基于上述问题，本发明提供汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块。
技术实现要素：
发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，其设计合理，基于电容传感器设计出了低成本、高性能，可以直接精确判断出当前驾驶员的手握方向盘状态及多种操作手势并且可以带有加热和振动功能的模块，此模块可应用于自动驾驶、驾驶员疲劳探测（driverdrowsinessdetection）、车道保持系统（lanekeepingsystem，lks）、车道偏离预警等adas高级的系统应用。
技术方案：本发明提供的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，包括lin通信模块、主控模块、加热模块、hod模块和振动模块；所述lin通信模块、加热模块、hod模块和振动模块分别与主控模块连接，其中，加热模块、hod模块和振动模块均安装在方向盘上。
本技术方案的，所述主控模块通过lin通信模块接收adas系统的hod、加热、振动配置和控制信息，并且通过lin通信模块反馈hod状态、加热状态以及振动状态信息；主控模块通过控制加热模块实现加热功能，并且定时获取加热温度和加热电流信息，避免加热时过热或过流故障；主控模块通过hod模块实现hod功能，内部数据和算法处理后，可通过lin通信模块反馈adas系统当前驾驶员握方向盘的状态以及手势；主控模块通过振动模块实现振动功能，接收来自lin总线的adas命令，实时进行振动反馈，并且监测振动电机的开路和短路故障。
本技术方案的，所述汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，还包括分别与加热模块、hod模块连接的隔离选择电路，方向盘加热丝与隔离选择电路相配合连接使用。
本技术方案的，所述方向盘加热丝上下双区布局，并与隔离选择电路、hod模块相配合连接使用，实现单指、双指、多指、单手、双手、膝盖手势识别。
与现有技术相比，本发明的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块的有益效果在于：1、采用基于电容传感器来设计的hod可使用方向盘现有的加热线圈进行hod和加热，无需再对方向盘进行改造和定制，并且可识别多种驾驶手势；2、带有加热功能，并且能实时监控加热温度和电流等安全参数，确保不会出现加热过热或烧保险丝等故障，在提升驾驶体验的同时，有提高了驾驶安全水平；3、采用振动提示反馈的方式，大大提高了驾驶员反应时间，可在车道偏离预警、驾驶员疲劳探测等要求高时效的驾驶辅助系统使用，提高了驾驶安全水平。
附图说明
图1是本发明的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块的模块系统框图；
图2是本发明的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块的加热模块、hod模块、隔离选择电路、方向盘加热丝的框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1和图2所示的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，包括lin通信模块、主控模块、加热模块、hod模块和振动模块；所述lin通信模块、加热模块、hod模块和振动模块分别与主控模块连接，其中，加热模块、hod模块和振动模块均安装在方向盘上。
进一步优选的，所述主控模块通过lin通信模块接收adas系统的hod、加热、振动配置和控制信息，并且通过lin通信模块反馈hod状态、加热状态以及振动状态信息；主控模块通过控制加热模块实现加热功能，并且定时获取加热温度和加热电流信息，避免加热时过热或过流故障；主控模块通过hod模块实现hod功能，内部数据和算法处理后，可通过lin通信模块反馈adas系统当前驾驶员握方向盘的状态以及手势；主控模块通过振动模块实现振动功能，接收来自lin总线的adas命令，实时进行振动反馈，并且监测振动电机的开路和短路故障。
进一步优选的，所述汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，还包括分别与加热模块、hod模块连接的隔离选择电路，方向盘加热丝与隔离选择电路相配合连接使用。
进一步优选的，所述方向盘加热丝上下双区布局，并与隔离选择电路、hod模块相配合连接使用，实现单指、双指、多指、单手、双手、膝盖手势识别。
实施例
模块系统框图如图1所示，主要由lin（localinterconnectnetwork）通信模块、主控模块、加热模块、hod模块和振动模块组成，主控模块通过lin通信模块接收adas系统的hod、加热、振动等配置和控制信息，并且通过lin通信模块反馈hod状态、加热状态以及振动状态信息；主控模块通过控制加热模块实现加热功能，并且定时获取加热温度和加热电流等信息，避免加热时过热或过流等故障；主控模块通过hod模块实现hod功能，内部数据和算法处理后即当hod数据大于触摸阈值 基准时，判定为握手状态；当hod小于释放阈值 基准时，判定为离手状态；当hod数据在两个阈值之前的区域时，保持上一次的状态。同时设定一定个消抖（波动）区域，可以避免驾驶员在实际驾驶过程中，出现手握方向盘力度不均或转向时，出现hod数据波动而导致误判或hod状态跳动的情况，再通过lin通信模块反馈adas系统当前驾驶员握方向盘的状态以及手势；主控模块通过振动模块实现振动功能，接收来自lin总线的adas命令，实时进行振动反馈，并且监测振动电机的开路和短路故障。
本发明背景技术中问题1的实现，目前市面上实现hod功能的方向盘需要对现有的方向盘进行改造，增加测量的组件，例如红外检测方式实现hod，需要在驾驶员双手常握的3点和9点位置进行挖空放置红外检测传感器，压力检测方式实现hod，则需要拆掉方向盘皮套放置压力检测部件，然后做缝皮处理才不影响到方向盘美观，对于整车厂来说，表面上是增加了的几个安装工序，背后的成本可是大大被提高了；
本发明在方向盘现有的加热线圈上实现hod功能，如图2所示，硬件实现上，增加一个隔离电路，把方向盘加热和hod分开进行，软件上，mcu（主控模块）通过控制选择开关实现加热时关闭hod与加热线圈的连接，避免加热时的大电流烧坏hod传感器，hod时，关闭加热电路和加热线圈的连接，避免加热电路对数据检测造成影响。
同时，本发明使用在方向盘轮毂上进行上下双区的布局结构，可实现单指、双指、多指、单手、双手、膝盖等手势识别。
本发明背景技术中问题2的实现，目前市面上的中低端车型方向盘功能较单一，有些甚至都没有装配加热功能，在北方的用户有些时候需要后装才能实现加热功能，由于加热时需要的功率较大，不带保护的加热模块，轻则烧保险丝，严重的可能会损坏电池；
本发明在方向盘现有的加热线圈上实现加热功能，硬件实现上，增加温度和电流监测，确保加热过程中不会出现加热过热或电流异常的情况，在提升驾驶体验的同时，提高了驾驶安全水平。
本发明背景技术中问题3的实现，通过声光告警的方式存在反应时间延时的问题，在车道偏离预警、驾驶员疲劳探测等驾驶辅助系统需要快速反应时间的应用，容易出现驾驶安全问题；
本发明在现有的方向盘上，增加了振动强度和振动方式可调的振动模块，通过反馈各种振动模式实现多个警报或反馈提示，可应用在车道偏离预警、驾驶员疲劳探测等驾驶辅助系统，并且，振动模块带有故障诊断功能，可实现振动电机短路和断路报警，确保了振动反馈的正常实现，提高了驾驶安全水平。
本发明实施例的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，采用电容式检测原理的hod传感器，不仅可实现全覆盖检测方向盘，而且检测电极可使用方向盘现有的加热线圈代替，大大减少了成本；带有加热功能，并且能实时监控加热温度和电流等安全参数，确保不会出现加热过热或烧保险丝等故障，在提升驾驶体验的同时，有提高了驾驶安全水平；采用振动提示反馈的方式，大大提高了驾驶员反应时间，可在车道偏离预警、驾驶员疲劳探测等要求高时效的驾驶辅助系统使用，提高了驾驶安全水平。
本发明实施例的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，一方面采用方向盘加热线圈来实现hod功能，通过方向盘加热丝上下双区布局，可实现多种手势识别，另一方面使用现有的方向盘加热丝实现加热功能，并且带有过温和过流保护功能，同时采用振动反馈模式，大大提高了驾驶员反应时间，提高了驾驶安全水平。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
1.汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，其特征在于：包括lin通信模块、主控模块、加热模块、hod模块和振动模块；所述lin通信模块、加热模块、hod模块和振动模块分别与主控模块连接，其中，加热模块、hod模块和振动模块均安装在方向盘上。
2.根据权利要求1所述的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，其特征在于：所述主控模块通过lin通信模块接收adas系统的hod、加热、振动配置和控制信息，并且通过lin通信模块反馈hod状态、加热状态以及振动状态信息；
主控模块通过控制加热模块实现加热功能，并且定时获取加热温度和加热电流信息，避免加热时过热或过流故障；
主控模块通过hod模块实现hod功能，内部数据和算法处理后，可通过lin通信模块反馈adas系统当前驾驶员握方向盘的状态以及手势；
主控模块通过振动模块实现振动功能，接收来自lin总线的adas命令，实时进行振动反馈，并且监测振动电机的开路和短路故障。
3.根据权利要求1或2所述的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，其特征在于：所述汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，还包括分别与加热模块、hod模块连接的隔离选择电路，方向盘加热丝与隔离选择电路相配合连接使用。
4.根据权利要求3所述的汽车方向盘hod、加热与振动三合一模块，其特征在于：所述方向盘加热丝上下双区布局，并与隔离选择电路、hod模块相配合连接使用，实现单指、双指、多指、单手、双手、膝盖手势识别。
技术总结