淺談智能震動汽車方向盤的設計

李乃斌

摘要：機電信息系統的高性能化發展使智能汽車成為可能。智能汽車可以通過感知駕駛環境并提供信息和車輛控制，幫助或替代駕駛員進行最安全、最高效、最舒適的車輛操控。汽車產品飛速發展的當今，汽車方向盤產品既承擔內飾功能，又兼具安全功能，同時作為駕駛員直接接觸和掌控的零件，有著廣泛的發展空間。

關鍵詞：智能震動汽車；方向盤；設計

1智能震動方向盤設計

本裝置由三部分構成，包括微型震動器、遭非接觸型人體感應器，用于準確探測握的位置、單片機控制電路。本裝置在方向盤內部靠近外表面每隔石的距離安裝一組震動器和感應器，當手握住方向盤任何一個位置時，將有主組震動器和感應器位于手掌下方，人體感應撼應到手的存在，并向單片機控制電路報告探測到的手握位置，單片機控制電路激活手握位置下方的三組震動器，并按需要向其發出不同方式的震動指令。手握住方向盤的任何位置雙手握方向盤時，以右手位置為準，都有對應的震動器自動被激活，可以滿足不同人不同的駕駛習慣。采用非接觸型感應器，即使在駕駛人戴手套，方向盤上有保護套的情況下，震動提醒裝置仍能正常工作。同時，只有在確定有需要時，單片機控制電路才發出震動指令，以免引起駕駛人反感，駕駛人也可以隨時關閉此震動提醒功能。本裝置可作為一種有利于提高安全駕駛水平的輔助功能，類似于倒車雷達，倒車影像等，安裝到現代汽車中，可以提高駕駛安全水平。

2汽車方向盤技術發展趨勢

2.1簡約化

目前比較主流的設計風格即是“lessismore”。“少”并不是線條和元素數量的少，而是各種元素提煉而成的精簡。作為內飾的一部分，與駕駛員最為接近的方向盤產品，簡約化主要體現在兩方面：一方面是方向盤設計會呼應汽車整體的調性，會根據汽車的定位來設計其造型；另一方面就是駕駛員氣囊蓋的造型設計，氣囊蓋尺寸變得越來越小，這樣會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

如今隨著時代的進步和科技的發展，對方向盤的要求逐步提高。自動駕駛引發的未來汽車內飾變革，需要駕駛員在駕駛過程中的操作區域更加舒適和智能，方便駕駛員的安全駕駛操作，為自動駕駛提供有效的保障。集成了多功能的按鍵同時可以監測駕駛員的駕駛狀態，進行人機互動，及時反饋和修正危險駕駛行為，提供更好的安全保證。

2.3定制化

為了提高用戶對產品的關注度，提高產品的使用率，通過對用戶行為數據進行分析，描繪清晰的產品定位和用戶畫像，結合產品進行個性化替換。產品對用戶的吸引力都是有差別的，所謂的“高質量”和“低質量”是主觀性的，評判標準是評判者的自身感受。喚起客戶在產品上的情感反應，情感方面的“懂我”，這種關聯會改變用戶對產品的依賴性和認同。汽車方向盤早期產品都一樣，逐漸發展為針對不同消費者類別都不一樣，目的都是為了提升用戶體驗，提升汽車產品銷量。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智能震動方向盤優點

3.1提醒功能及時高效

目前的汽車一般用故障燈亮起、出發警示音來提醒駕駛人及時進行恰當的處理，然而故障燈亮起時駕駛人不一定能及時發現，同樣警示音也有可能被環境的聲音所遮掩。因行車時，由于駕駛人的手無法離開方向盤的特點，保證了本裝置的提醒功能的及時高效。對汽車安全無任何不良影響震動提醒作為一種新型的行車安全提示方式，是對原有安全技術的補充，與之前的功能沒有任何沖突，駕駛人可以應用它，提高自己的行車安全系數，也可以關閉它或無視它的存在。內藏式設計，對方向盤外觀無任何影響裝置部件安裝在方向盤內部，對外觀無影響，駕駛人在使用它之前，注意不到它的存在。關閉震動提醒功能后，與普通方向孟瑟無異。

3.2利用方向盤震動提醒

及時發現側后方車輛行車時，駕駛入的注意力主要集中的車未及時發現側后方車輛前方，對于側后方的安全隱患，需要借助于后視鏡，但當車前方存在需要處理的情況時，駕駛人往往無暇顧及側后方而導致事故的發生，若在汽車上安裝傳感器，探測側后方安全情況，并通過方向盤上的震動左后側有車輛時，手掌左側的震動器震動，右后側有車輛時，手掌右側的震動器震動及時傳遞給駕駛人，或許可以避免事故的發生。方向盤震動提醒也可以應用到導航中，通過手掌下方的三組微型震動器，可以產生移位震動從右到左的震動器依次震動，提示逆時針方向轉動方向盤，實現車輛向左拐彎，反之同理，從而更加形象的提示駕駛人的轉向等操作二智能從動方向盤樣品車輛行駛中本身異常信息的震動提醒車輛在行駛時，特別是高速長時間行駛時，駕駛人很可能出現思想開小差的情況，目光僅注意著前方的情況，或許車內正播放著音樂、代表車輛發生故障的警示燈亮起或報警音響起時缺機油、水鼠過高等，駕駛人未必能及時發現，從而造成車輛損壞的事例經常發生。

4汽車方向盤發展方向

4.1主動的人機交換界面方向盤

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

4.2多功能集成方向盤

方向盤除了常規的多功能開關外，還可集成發動機一鍵啟動技術，相對于啟動按鈕在儀表上，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）、振動提醒等人機交互功能，豐富駕駛體驗。離手監測能準確識別手是否在方向盤上；可針對不同大小方向盤進行參數匹配；可對傳感器故障、通信故障進行診斷。

4.3多裝飾方向盤

碳纖維包覆類似一個方向盤裝飾件，由碳纖維布和玻纖組合成基材，采用高溫熱壓成型，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，還可進行個性化式樣定制（比如顏色、紋理），滿足年輕一代對個性車型內飾的追求。

4.4未來更加智能化的方向盤將涵蓋健康、安全、互聯等領域，提升駕駛安全性

隨著人口的老齡化以及司機的老齡化趨勢，與人最近的方向盤可以做到兼具駕駛員健康實時監測的功能，通過傳感器集成，實現心率、血氧檢測；也可在方向盤上增加指紋識別功能，通過識別駕駛員，直接將整車的配置調整到相應駕駛員的設置位置；APP控制傳感器模塊工作，同時實現云端互聯、信息反饋、媒體應用等；同時對駕駛員進行酒精探測、疲勞駕駛探測等，保證駕駛安全。

結語

作為駕駛員最直接接觸操控的產品方向盤，伴隨汽車的發展趨勢有更多的發展空間，不僅局限于結構設計的更新、新功能的集成，未來可以配合自動駕駛進行歷史性的顛覆。國內相關產業需要開拓思路，變革思維，緊跟行業發展，并致力于追求極致，才能保證自身的競爭力。