淺談智能震動(dòng)汽車方向盤的設(shè)計(jì)

李乃斌

摘要：機(jī)電信息系統(tǒng)的高性能化發(fā)展使智能汽車成為可能。智能汽車可以通過感知駕駛環(huán)境并提供信息和車輛控制，幫助或替代駕駛員進(jìn)行最安全、最高效、最舒適的車輛操控。汽車產(chǎn)品飛速發(fā)展的當(dāng)今，汽車方向盤產(chǎn)品既承擔(dān)內(nèi)飾功能，又兼具安全功能，同時(shí)作為駕駛員直接接觸和掌控的零件，有著廣泛的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：智能震動(dòng)汽車；方向盤；設(shè)計(jì)

1智能震動(dòng)方向盤設(shè)計(jì)

本裝置由三部分構(gòu)成，包括微型震動(dòng)器、遭非接觸型人體感應(yīng)器，用于準(zhǔn)確探測握的位置、單片機(jī)控制電路。本裝置在方向盤內(nèi)部靠近外表面每隔石的距離安裝一組震動(dòng)器和感應(yīng)器，當(dāng)手握住方向盤任何一個(gè)位置時(shí)，將有主組震動(dòng)器和感應(yīng)器位于手掌下方，人體感應(yīng)撼應(yīng)到手的存在，并向單片機(jī)控制電路報(bào)告探測到的手握位置，單片機(jī)控制電路激活手握位置下方的三組震動(dòng)器，并按需要向其發(fā)出不同方式的震動(dòng)指令。手握住方向盤的任何位置雙手握方向盤時(shí)，以右手位置為準(zhǔn)，都有對(duì)應(yīng)的震動(dòng)器自動(dòng)被激活，可以滿足不同人不同的駕駛習(xí)慣。采用非接觸型感應(yīng)器，即使在駕駛?cè)舜魇痔?，方向盤上有保護(hù)套的情況下，震動(dòng)提醒裝置仍能正常工作。同時(shí)，只有在確定有需要時(shí)，單片機(jī)控制電路才發(fā)出震動(dòng)指令，以免引起駕駛?cè)朔锤?，駕駛?cè)艘部梢噪S時(shí)關(guān)閉此震動(dòng)提醒功能。本裝置可作為一種有利于提高安全駕駛水平的輔助功能，類似于倒車?yán)走_(dá)，倒車影像等，安裝到現(xiàn)代汽車中，可以提高駕駛安全水平。

2汽車方向盤技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1簡約化

目前比較主流的設(shè)計(jì)風(fēng)格即是“l(fā)essismore”?！吧佟辈⒉皇蔷€條和元素?cái)?shù)量的少，而是各種元素提煉而成的精簡。作為內(nèi)飾的一部分，與駕駛員最為接近的方向盤產(chǎn)品，簡約化主要體現(xiàn)在兩方面：一方面是方向盤設(shè)計(jì)會(huì)呼應(yīng)汽車整體的調(diào)性，會(huì)根據(jù)汽車的定位來設(shè)計(jì)其造型；另一方面就是駕駛員氣囊蓋的造型設(shè)計(jì)，氣囊蓋尺寸變得越來越小，這樣會(huì)使方向盤看起來更加簡單精致，也使駕駛員更加方便讀取儀表板的信息。

2.2智能化

如今隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，對(duì)方向盤的要求逐步提高。自動(dòng)駕駛引發(fā)的未來汽車內(nèi)飾變革，需要駕駛員在駕駛過程中的操作區(qū)域更加舒適和智能，方便駕駛員的安全駕駛操作，為自動(dòng)駕駛提供有效的保障。集成了多功能的按鍵同時(shí)可以監(jiān)測駕駛員的駕駛狀態(tài)，進(jìn)行人機(jī)互動(dòng)，及時(shí)反饋和修正危險(xiǎn)駕駛行為，提供更好的安全保證。

2.3定制化

為了提高用戶對(duì)產(chǎn)品的關(guān)注度，提高產(chǎn)品的使用率，通過對(duì)用戶行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，描繪清晰的產(chǎn)品定位和用戶畫像，結(jié)合產(chǎn)品進(jìn)行個(gè)性化替換。產(chǎn)品對(duì)用戶的吸引力都是有差別的，所謂的“高質(zhì)量”和“低質(zhì)量”是主觀性的，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)判者的自身感受。喚起客戶在產(chǎn)品上的情感反應(yīng)，情感方面的“懂我”，這種關(guān)聯(lián)會(huì)改變用戶對(duì)產(chǎn)品的依賴性和認(rèn)同。汽車方向盤早期產(chǎn)品都一樣，逐漸發(fā)展為針對(duì)不同消費(fèi)者類別都不一樣，目的都是為了提升用戶體驗(yàn)，提升汽車產(chǎn)品銷量。作為汽車行駛過程中駕駛員接觸掌控最多的方向盤來說，定制化的方面有很多研究值得做。

3智能震動(dòng)方向盤優(yōu)點(diǎn)

3.1提醒功能及時(shí)高效

目前的汽車一般用故障燈亮起、出發(fā)警示音來提醒駕駛?cè)思皶r(shí)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?，然而故障燈亮起時(shí)駕駛?cè)瞬灰欢芗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)，同樣警示音也有可能被環(huán)境的聲音所遮掩。因行車時(shí)，由于駕駛?cè)说氖譄o法離開方向盤的特點(diǎn)，保證了本裝置的提醒功能的及時(shí)高效。對(duì)汽車安全無任何不良影響震動(dòng)提醒作為一種新型的行車安全提示方式，是對(duì)原有安全技術(shù)的補(bǔ)充，與之前的功能沒有任何沖突，駕駛?cè)丝梢詰?yīng)用它，提高自己的行車安全系數(shù)，也可以關(guān)閉它或無視它的存在。內(nèi)藏式設(shè)計(jì)，對(duì)方向盤外觀無任何影響裝置部件安裝在方向盤內(nèi)部，對(duì)外觀無影響，駕駛?cè)嗽谑褂盟埃⒁獠坏剿拇嬖?。關(guān)閉震動(dòng)提醒功能后，與普通方向孟瑟無異。

3.2利用方向盤震動(dòng)提醒

及時(shí)發(fā)現(xiàn)側(cè)后方車輛行車時(shí)，駕駛?cè)氲淖⒁饬χ饕械能囄醇皶r(shí)發(fā)現(xiàn)側(cè)后方車輛前方，對(duì)于側(cè)后方的安全隱患，需要借助于后視鏡，但當(dāng)車前方存在需要處理的情況時(shí)，駕駛?cè)送鶡o暇顧及側(cè)后方而導(dǎo)致事故的發(fā)生，若在汽車上安裝傳感器，探測側(cè)后方安全情況，并通過方向盤上的震動(dòng)左后側(cè)有車輛時(shí)，手掌左側(cè)的震動(dòng)器震動(dòng)，右后側(cè)有車輛時(shí)，手掌右側(cè)的震動(dòng)器震動(dòng)及時(shí)傳遞給駕駛?cè)耍蛟S可以避免事故的發(fā)生。方向盤震動(dòng)提醒也可以應(yīng)用到導(dǎo)航中，通過手掌下方的三組微型震動(dòng)器，可以產(chǎn)生移位震動(dòng)從右到左的震動(dòng)器依次震動(dòng)，提示逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，實(shí)現(xiàn)車輛向左拐彎，反之同理，從而更加形象的提示駕駛?cè)说霓D(zhuǎn)向等操作二智能從動(dòng)方向盤樣品車輛行駛中本身異常信息的震動(dòng)提醒車輛在行駛時(shí)，特別是高速長時(shí)間行駛時(shí)，駕駛?cè)撕芸赡艹霈F(xiàn)思想開小差的情況，目光僅注意著前方的情況，或許車內(nèi)正播放著音樂、代表車輛發(fā)生故障的警示燈亮起或報(bào)警音響起時(shí)缺機(jī)油、水鼠過高等，駕駛?cè)宋幢啬芗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)，從而造成車輛損壞的事例經(jīng)常發(fā)生。

4汽車方向盤發(fā)展方向

4.1主動(dòng)的人機(jī)交換界面方向盤

車輛安全駕駛提醒（LED+方向盤振動(dòng)）包括疲勞駕駛、車輛變道、后方來車、油量過低、過熱、胎壓以及個(gè)人警示（來電，導(dǎo)航轉(zhuǎn)換）。方向盤上增加的LED燈帶，可以根據(jù)不同的駕駛工況，通過方向盤圓周上的燈帶進(jìn)行提醒，如轉(zhuǎn)向、音響聲音控制、車內(nèi)空調(diào)溫度控制，都可以在手不離方向盤的情況下進(jìn)行操作，保證駕駛安全。基于以上功能介紹，將來可以根據(jù)每個(gè)車的定位以及每類客戶群體，實(shí)現(xiàn)不同功能要求集成。

4.2多功能集成方向盤

方向盤除了常規(guī)的多功能開關(guān)外，還可集成發(fā)動(dòng)機(jī)一鍵啟動(dòng)技術(shù)，相對(duì)于啟動(dòng)按鈕在儀表上，更加便于駕駛員操作。方向盤上還可集成光觸傳感器控制中控面板、增加離手檢測（Hand-offDetection，HOD）、振動(dòng)提醒等人機(jī)交互功能，豐富駕駛體驗(yàn)。離手監(jiān)測能準(zhǔn)確識(shí)別手是否在方向盤上；可針對(duì)不同大小方向盤進(jìn)行參數(shù)匹配；可對(duì)傳感器故障、通信故障進(jìn)行診斷。

4.3多裝飾方向盤

碳纖維包覆類似一個(gè)方向盤裝飾件，由碳纖維布和玻纖組合成基材，采用高溫?zé)釅撼尚?，多道油漆打磨、拋光，最終裝配成型。最外面是約1mm的油漆，下面是約0.5mm的碳纖維布，以及2層或3層0.3mm的玻纖。碳纖維包覆既能兼顧皮套所具有的手感舒適，還可進(jìn)行個(gè)性化式樣定制（比如顏色、紋理），滿足年輕一代對(duì)個(gè)性車型內(nèi)飾的追求。

4.4未來更加智能化的方向盤將涵蓋健康、安全、互聯(lián)等領(lǐng)域，提升駕駛安全性

隨著人口的老齡化以及司機(jī)的老齡化趨勢，與人最近的方向盤可以做到兼具駕駛員健康實(shí)時(shí)監(jiān)測的功能，通過傳感器集成，實(shí)現(xiàn)心率、血氧檢測；也可在方向盤上增加指紋識(shí)別功能，通過識(shí)別駕駛員，直接將整車的配置調(diào)整到相應(yīng)駕駛員的設(shè)置位置；APP控制傳感器模塊工作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)云端互聯(lián)、信息反饋、媒體應(yīng)用等；同時(shí)對(duì)駕駛員進(jìn)行酒精探測、疲勞駕駛探測等，保證駕駛安全。

結(jié)語

作為駕駛員最直接接觸操控的產(chǎn)品方向盤，伴隨汽車的發(fā)展趨勢有更多的發(fā)展空間，不僅局限于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的更新、新功能的集成，未來可以配合自動(dòng)駕駛進(jìn)行歷史性的顛覆。國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)需要開拓思路，變革思維，緊跟行業(yè)發(fā)展，并致力于追求極致，才能保證自身的競爭力。