一种方向盘离手检测及加热组件
阅读说明：本技术 一种方向盘离手检测及加热组件 (Steering wheel is from hand detection and heating element ) 是由 施锦杰 夏杨江 阮杰阳 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种方向盘离手检测及加热组件,其包括隔离层,电容感应丝以及加热丝,所述电容感应丝布设在隔离层的第一面,所述加热丝铺设在隔离层的第二面,所述电容感应丝与所述加热丝之间在铺设方向上呈交错状分布。本方案整体结构轻薄同时集成方向盘离手检测和加热功能。(The invention discloses a steering wheel hands-off detection and heating assembly which comprises an isolation layer, capacitance induction wires and heating wires, wherein the capacitance induction wires are arranged on a first surface of the isolation layer, the heating wires are arranged on a second surface of the isolation layer, and the capacitance induction wires and the heating wires are distributed in a staggered manner in the laying direction. This scheme overall structure is frivolous integrated steering wheel simultaneously and leaves hand detection and heating function.)
技术领域
本发明涉及车辆电子技术，具体涉及车辆方向盘上的电子技术。
背景技术
当前车辆的自动驾驶技术发展迅速，为了有效提高车辆驾驶安全性，一些高级驾驶辅助系统(ADAS)已应用在车辆上。其中，方向盘离手检测(以下简称HOD)就是ADAS的一种，这也是L1-L4级汽车自动驾驶系统的要求。
HOD，即通过检测驾驶员的手是否离开方向盘而进行提醒警示，从而保障行车安全。当前HOD实现的方法大多为电容感应方式，即通过电容式传感器来实现HOD，但是在实际使用过程中基于电容式传感器来实现检测的方案存在诸多的问题，如传感器布局复杂导致成本高昂，所占空间大等问题。
究其原因在于，电容式传感器对周围环境要求很高，周围接地的金属或者导线都可能影响其灵敏度，如方向盘加热丝等。所以现有方案中都需要在离手检测传感器与加热丝间增加一层厚厚的屏蔽层，用于屏蔽加热丝通电后对传感器的影响。如此设计同时也增大了传感器的厚度，导致对方向盘的空间要求很高，使其不能适用于所有方向盘供应商。
发明内容
针对现有车辆中方向盘离手检测技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种方向盘离手检测及加热组件，整体结构轻薄同时集成方向盘离手检测和加热功能。
为了达到上述目的，本发明提供的方向盘离手检测及加热组件，包括隔离层，电容感应丝以及加热丝，所述电容感应丝布设在隔离层的第一面，所述加热丝铺设在隔离层的第二面，所述电容感应丝与所述加热丝之间在铺设方向上呈交错状分布。
进一步的，所述电容感应丝基于覆盖整个方向盘表面，且远离方向盘金属支架的方式在方向盘内进行布置。
进一步的，所述加热丝基于与电容感应丝交错分布且尽可能密集的方式在方向盘内进行布置。
进一步的，所述电容感应丝和加热丝分别呈正弦方式分布。
进一步的，所述电容感应丝和加热丝分别呈矩阵方式分布。
进一步的，所述电容感应丝和加热丝分别呈余弦列式分布。
进一步的，所述隔离层为石英棉层。
本发明提供的方案相对于现有技术具有如下优点：
(1)本方案相对于现有设计方案节省了屏蔽层，使传感器感应器更轻薄，可平滑地集成在方向盘内，且灵敏度不受影响。
(2)本方案对方向盘内部空间要求小，适用于全部方向盘供应商。
(3)本方案集成了方向盘离手检测和加热功能，成本低廉。
附图说明
以下结合附图和
具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1为本实例中电容感应丝和加热丝呈正弦方式分布的示例图；
图2为本实例中电容感应丝和加热丝呈矩阵方式分布的示例图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
现有方向盘内加热丝是接地的，而地对电容有屏蔽作用，故而方向盘内用于离手检测的电容式传感器受通电后加热丝影响，两者接触在一起会影响电容传感器灵敏度。
参见图1，本发明摒弃设置厚屏蔽层的方案，采用集成加热丝的电容传感器，并引入石英棉，将电容感应丝100布设在石英棉层的第一面，而加热丝200铺设在石英棉层的第二面，同时电容感应丝与加热丝之间在铺设方向上呈交错状分布，使感应丝与接地加热丝错开，从而达到减小接地对电容的屏蔽作用。
由于接地的导体对电容传感器有很大的干扰作用，为了减少这种干扰，布局时尽量减少电容感应丝和加热丝接触面积。
对此，本方案通过加大两者的距离来实现有效的减小这一干扰。在此基础上，为了能够在方向盘内部特定的狭小空间区域内，尽量加大感应丝和加热丝的距离，又达到不占用方向盘内大量空间的目的，本方案创新的将感应丝与接地加热丝两者交错布置，对于交错布置的方式，可以有多重，如以正弦方式交错分布或以矩阵方式交错分布等。以正弦方式交错分布为例，如此分布设置的感应丝与接地加热丝之间，仅在正弦交集处存在一点干扰，整个干扰可以降低最低。
本方案中的电容感应丝在方向盘重进行布置时，基于满足覆盖于整个方向盘表面，且远离方向盘金属支架的方式进行布置。
本方案中的加热丝为了满足迅速加热的目的，在保证与电容感应丝交错分布的情况下，加热丝布置尽可能密集。
本方案中的石英棉层在电容感应丝100与加热丝200之间形成隔离层，在两者形成隔热性能好，电导率低且不会对电容采集产生干扰的隔离层。
本方案中的石英棉层在方向盘重进行布置时，形成良好的包裹结构，将感应丝和加热丝固定在方向盘内，相对位置不可移动，以保证整个方案设置时的可靠性。
这里需要说明的，本方案中在电容感应丝100与加热丝200之间除了采用石英棉层外，也可以采用其他电导率低且隔热性好的材料所形成的隔离层。
如此形成的方向盘离手检测及加热组件，无需设置厚厚的屏蔽层，使得整个组件更加轻薄，可平滑地集成在方向盘内；同时通过感应丝与接地加热丝之间的错开分布设置，有效减小接地对电容的屏蔽作用，使得传感器的灵敏度不受影响。
针对上述方案，以下通过具体实例来对本申请进行说明。
实例1
参见图1，本实例采用一层石英棉与电容感应丝100和加热丝200配合设置。其中，在石英棉层的正面铺电容感应丝100，在石英棉层的反面铺加热丝200，该加热丝接地。
与此同时，电容感应丝100沿石英棉层的正面呈正弦方式分布；而加热丝200在石英棉层的反面呈正弦方式分布；且电容感应丝100与加热丝200之间在铺设方向上呈交错状分布，使得两者错开分布。
如此正弦式交错分布设置的方案，在实际应用是，呈正弦式分布的加热丝200的A点与交错且呈正弦式分布的电容感应丝100的B点在同一竖直平面内，以达到最佳去耦效果。与此同时，
电容感应丝100或加热丝20弦式交错分布的幅度(即图中C和D的高度)对应于所需安装方向盘的直径，保证缠绕时，波形最高点C平面和波形最低点D平面能正好接触。
如此设置，使感应丝与接地加热丝错开，经实验验证，可以有效达到去耦效果，且不影响电容采集灵敏度。
实例2
参见图2，本实例采用一层石英棉与电容感应丝和加热丝配合设置。其中，在石英棉层的正面铺电容感应丝，在石英棉层的反面铺加热丝，该加热丝接地。
与此同时，电容感应丝100沿石英棉层的正面呈矩阵方式分布；而加热丝200石英棉层的反面呈矩阵方式分布；且电容感应丝与加热丝之间在铺设方向上呈交错状分布，使得两者错开分布。
其分布设置的具体要求同实例1
如此设置，使感应丝与接地加热丝错开，经实验验证，可以有效达到去耦效果，且不影响电容采集灵敏度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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