带有键盘的方向盘的制作方法

本公开内容涉及带有键盘的方向盘。

背景技术：

车辆可以装备有用于半自主地或自主地控制车辆并执行车辆操纵的系统和装置。该系统或装置可以在最小的驾驶员干预的情况下提供驾驶控制，以便减少驾驶员的驾驶负担。一些系统或装置能够使得驾驶员在情形可以允许这样的脱手操作时而能够将他们的手从方向盘移开。

技术实现要素：

一种方向盘组件被提供。该方向盘组件包括面板和投影器组件。面板连接至方向盘本体并且具有与第二表面相对设置的第一表面。投影器组件连接至方向盘本体，并且当方向盘处于非转动状态时在第一表面和第二表面中的至少一个上显示虚拟输入装置。

一种方向盘组件被提供。该方向盘组件包括具有投影表面和投影器的方向盘。投影器连接至方向盘并且被构造成将虚拟输入装置投影至投影表面上。当方向盘处于非转动状态时，投影器能够在存储位置和展开位置之间移动，在存储位置中投影器容纳在方向盘本体内；在展开位置中投影器在投影表面上方延伸。

一种用于向车辆操作者提供虚拟输入装置的方法被提供。响应于将方向盘从转向轴可操作地脱离的自主驾驶辅助系统的激活，连接至方向盘的投影器被启动以便从存储位置移动至展开位置。

通过结合附图的下列描述这些和其他优点以及特征将变得更加明显。

附图说明

在说明书的结论部分处的权利要求中特别地指出并清楚地要求保护被视为本发明的主题。通过结合附图的下列详细描述，本发明的前述和其他特征以及优点是明显的，其中：

图1是包括具有处于关闭位置的面板的方向盘组件的车辆转向系统的透视图；

图2是包括处于打开位置的面板的方向盘组件的透视图；

图3是包括处于打开位置的面板和处于展开位置的投影器的方向盘组件的透视图；

图4是方向盘组件和处于存储位置的投影器的透视图；

图5是方向盘组件和处于展开位置的投影器的透视图；以及

图6是向车辆操作者提供虚拟输入装置的方法的流程图。

具体实施方式

现在参照附图，其中将参照具体实施例来描述本发明但不限制本发明，要理解的是所公开的实施例仅是可以以各种形式或替代形式实施的本发明的说明性内容。附图不必成比例；一些特征可以被夸大或缩小以便显示特定部件的细节。因此，在本文中公开的具体结构和功能细节不被解释为限制性的，而是仅作为用于教导本领域技术人员不同地实施本发明的代表性基础。

参照图1-3，车辆转向系统10包括与自主驾驶辅助转向系统14通信的方向盘组件12。车辆转向系统10被提供给车辆，诸如机动车辆，类似卡车、公交车、农场设备、军用运输车辆、武器车辆，或者用于陆地、空中或海运船舶的货物装载设备。

方向盘组件12可以被构造成响应于方向盘20的转动而经由转向轴22使一对车轮枢转。转向轴22沿着纵向延伸的轴线延伸通过转向柱。方向盘20可以经由联接机构直接地联接至转向轴22。在至少一个实施例中，方向盘20可以不直接地联接至转向轴22，而是可以被设置为线控转向的转向系统装置或其他转向装置的一部分。线控转向的转向系统装置可以包括与车辆控制器通信的多个车辆传感器和自主驾驶辅助转向系统14，车辆控制器可以解释方向盘20的位置，该位置对应于可以由电动机等枢转的转向轴22的角度转动量或枢转量。

不管方向盘组件12的构造，自主驾驶辅助转向系统14可以使方向盘20从转向轴22可操作地断开。方向盘20可以从转向轴22至少部分地分离、基本上分离、或者完全机械地分离，使得当自主驾驶辅助转动系统14激活时方向盘20不再转动。自主驾驶辅助转向系统14可以经由置于方向盘20和转向轴22之间的离合器或联接机构而使方向盘20从转向轴22机械地或电子地分离（脱离）。在至少一个实施例中，自主驾驶辅助转向系统14的激活可以使方向盘不从转向轴22可操作地脱离，而伺服致动器可以响应于由自主驾驶辅助转向系统14执行的车辆操纵而使方向盘20反向转动。

车辆通过自主驾驶辅助转向系统14半自主或自主地操作可以使方向盘20从转向轴22可操作地断开，并且可以缩回方向盘20。方向盘20通过在车辆内向前位移方向盘20而被缩回，或者被缩回至远离车辆的操作者的转向柱的一部分中，因为车辆的操作者不再使用方向盘来控制车辆。方向盘20的缩回可以为了舒适和方便而扩大驾驶员的个人空间。

在其中方向盘20从转向轴22可操作地断开并且处于缩回位置的情形期间，车辆的操作者可能期望与可以与车辆通信的车辆信息娱乐系统或其他系统交互。车辆的操作者可能希望发送文本消息或sms消息，输入期望的位置或其他搜索条件，与车辆系统对接，等等。因此，可以期望的是提供设置在方向盘20上的接口，当自主驾驶辅助转向系统14激活并且方向盘20从转向轴22选择性地或可操作地脱离并且处于非转动状态时，该接口允许车辆的操作者提供输入。

方向盘20包括方向盘本体30，方向盘手柄32，面板34，投影器组件36，输入检测装置38，以及控制器40。

方向盘本体30限定了容纳投影器组件36的隔室50。隔室50包括第一壁52，第二壁54，第三壁56，以及第四壁58。第二壁54与第一壁52间隔分开并且与第一壁52基本上平行设置。第三壁56在第一壁52和第二壁54的底部部分之间延伸。第三壁56基本上垂直于第一壁52和第二壁54的底部部分而设置。在至少一个实施例中，第一壁52和第二壁54可以在延伸远离第三壁56的方向上与彼此逐渐更远地分开。第四壁58在第一壁52、第二壁54和第三壁56之间延伸。第四壁58基本上是平面的并且比第一壁52、第二壁54和第三壁56更远离面板34设置，使得隔室50在方向盘本体30内是凹陷的。

隔室50的第四壁58限定了中心凹陷70。中心凹陷70包括第一凹陷壁72，第二凹陷壁74，第三凹陷壁76，和第四凹陷壁78。第二凹陷壁74与第一凹陷壁72间隔分开并且与第一凹陷壁72相对设置。第二凹陷壁74基本上平行于第一凹陷壁72设置。第三凹陷壁76从第一凹陷壁72的底部部分延伸至第二凹陷壁74的底部部分。第三凹陷壁76基本上垂直于第一凹陷壁72和第二凹陷壁74设置。第四凹陷壁78在第一凹陷壁72、第二凹陷壁74和第三凹陷壁76之间延伸。第四凹陷壁基本上是平面的并且比第一凹陷壁72、第二凹陷壁74和第三凹陷壁76更远离面板34设置。

方向盘手柄32围绕方向盘本体30至少部分地延伸。方向盘手柄32由延伸部分84连接至方向盘本体30。方向盘手柄32限定了握持部，车辆的操作者可以将他们的手放在该握持部上和/或通过该握持部抓握方向盘20。

面板34枢转地连接至方向盘本体30。面板34能够在用于阻止进入隔室50的关闭位置（图1）和用于允许进入隔室50的打开位置（图2和3）之间移动。面板34包括第一表面90以及与第一表面90相对设置的第二表面92。第一表面90和第二表面92中的至少一个可以被构造为投影表面94，投影器组件36可以将图像投影至该投影表面上。

投影器组件36连接至方向盘本体30。投影器组件36枢转地连接至隔室50的第一壁52和第二壁54。在至少一个实施例中，投影器组件36枢转地连接至隔室50的第四壁58。在另一实施例中，投影器组件36枢转地连接至中心凹陷70的第一凹陷壁72和第二凹陷壁74。在又一实施例中，投影器组件36连接至方向盘20的方向盘手柄32。

投影器组件36能够在存储位置和展开位置之间延伸或移动，在存储位置中，如图2所示投影器组件36被设置在隔室50和中心凹陷70中的至少一个内；在展开位置中，投影器组件36被设置在面板34的上方并且处于隔室50和中心凹陷70中的至少一个的外侧。投影器组件36包括第一部分100和第二部分102。

第一部分100包括第一端110以及与第一端110间隔分开的第二端112。第一端110枢转地连接至隔室50的第四壁58或者中心凹陷70的第一凹陷壁72和第二凹陷壁74。第二端112枢转地连接至第二部分102。第二部分102包括第一端114以及与第一端114间隔分开的第二端116。第二部分102的第一端114枢转地连接至第一部分100的第二端112。第二部分102包括靠近第二端116设置的投影器120。

投影器120在第一表面90和第二表面92中的至少一个上投影或显示虚拟输入装置122。当面板34处于关闭位置时投影器120在第一表面90上投影或显示虚拟输入装置122。当面板34处于打开位置时投影器120在第二表面92上投影或显示虚拟输入装置122。

投影器120可以是激光器或其他光学输出装置，其将代表图形用户界面的视觉图案投影为虚拟输入装置122。虚拟输入装置122可以是具有多个虚拟键124的键盘的视觉投影图像。键盘可以是“qwerty”键盘、自适应键盘、或具有所显示的多个键图案的其他键盘。在至少一个实施例中，第一表面90和第二表面92中的至少一个设置有定位的凸起或突出，以便指示虚拟输入装置122的虚拟键124的“基键行（homerow）”或“基键（homekey）位置”。车辆的操作者能够提供用户输入，该用户输入由输入检测装置38解释并且被提供至与车辆信息娱乐系统、其他车辆系统或移动（nomadic）装置通信的控制器40。

输入检测装置38检测在虚拟输入装置122内的操作者的运动。输入检测装置38在虚拟输入装置122周围投影或限定检测区域130。参照图3，输入检测装置38可以连接至投影器组件36。在该实施例中，输入检测装置38可以是经由光中断或光反射而检测虚拟输入装置122内的操作者的手指或手相对于多个虚拟键124中的至少一个的位置的光学传感器等。在至少一个实施例中，输入检测装置38被设置成靠近面板34的第一表面90和第二表面92中的至少一个。在该实施例中，输入检测装置38可以是靠近检测区域130设置的振动传感器。振动传感器可以检测可能由操作者的手指或手或者虚拟输入装置122的多个虚拟键124中的至少一个内的物体的撞击而产生的振动信号或波。输入检测装置38可以基于振动信号或振动波的幅度或持续时间而输出指示虚拟输入装置122的多个虚拟键124的虚拟键由操作者的手指和/或手或物体撞击的信号。

参照图4-5，方向盘组件150被示出。方向盘组件150与自主驾驶辅助转向系统14和控制器40通信。方向盘组件150包括具有方向盘本体152、方向盘手柄154、投影器156、显示单元158和输入检测装置160的方向盘。

方向盘手柄154从方向盘本体152延伸。方向盘手柄154围绕方向盘本体152至少部分地延伸。方向盘本体152限定了投影表面170。投影表面170设置在面向车辆的操作者的方向盘本体152的表面上。投影表面170设置在方向盘本体152上位于安全气囊盖裂缝172下方。

投影器156连接至方向盘本体152。投影器156设置在方向盘本体152的顶部部分上。投影器156能够在存储位置和展开位置之间移动，在存储位置中，如图4中所示投影器156至少部分地容纳在方向盘本体152内；在展开位置中，如图5中所示投影器156在投影表面170上方延伸。投影器156可以滑动地设置在方向盘本体152的顶部部分上以使得在一些实施例中投影器156在存储位置和展开位置之间滑动。在至少一个实施例中，投影器156可以转动地或枢转地展开。

响应于用户对激活投影器156的请求，当自主驾驶辅助转向系统14激活并且方向盘20可操作地从转向轴22脱离时，控制器40被编程以命令或能够使得投影器156以从存储位置展开至展开位置。响应于自主驾驶辅助转向系统14的停用并且方向盘被命令以联接或可操作地联接至转向轴，则控制器40被编程以命令或能够实现投影器156从展开位置缩回至存储位置。

投影器156将虚拟输入装置180投影或显示至投影表面170上。投影器156可以是激光器或其他光学输出装置，其将代表图形用户界面的视觉图案投影为虚拟输入装置180。虚拟输入装置180可以是具有多个虚拟键182的键盘的视觉投影图像。车辆的操作者能够提供用户输入，该用户输入由输入检测装置160解释并且被提供至与车辆信息娱乐系统、其他车辆系统或移动装置通信的显示单元158和控制器40。

显示单元158设置在方向盘本体152上。显示单元158设置在投影表面170的上方并且设置在安全气囊盖裂缝172的上方。显示单元158是显示器屏幕，该显示器屏幕显示被提供至虚拟输入装置180中的用户输入。显示单元158和投影器156与控制器40通信。响应于被提供至虚拟输入装置180的多个虚拟键182中的至少一个的用户输入，该用户输入由输入检测装置160和/或控制器40解释并且被输出以用于经由显示单元158而显示用户输入。

输入检测装置160连接至投影器156。输入检测装置160面向投影表面170。输入检测装置160被构造成检测虚拟输入装置180内的操作者相对于多个虚拟键182的运动。输入检测装置160在虚拟输入装置180周围投影或限定检测区域190。

参照图6，其示出了向车辆操作者提供虚拟输入装置的方法的流程图。该方法可以由控制器40执行并且可以被实施为闭环控制系统。为了简洁下面将在单个方法迭代的背景下描述该方法。

该方法可以监测并接收指示自主驾驶辅助转向系统14的激活状态以及方向盘是否可操作地联接至转向轴的数据。在方框200处，该方法确定自主驾驶辅助转向系统14是否激活。如果自主驾驶辅助转向系统14未激活，该方法可以结束。如果自主驾驶辅助转向系统14激活，该方法可以继续至方框202。

在方框202处，该方法确定方向盘是否可操作地从转向轴脱离。如果方向盘可操作地联接至转向轴，该方法可以结束。如果方向盘响应于自主驾驶辅助转向系统14的激活而从转向轴可操作地脱离，该方法可以继续至方框204。在方框204处，投影器可以被启动以便从存储位置移动至展开位置。在方框206处，投影器可以被激活以使得投影器可以将虚拟输入装置投影至方向盘的投影表面上。

该方法可以继续监测用户输入是否已经被提供至由投影器投影至方向盘的投影表面上的虚拟输入装置。在方框208处，该方法经由输入检测装置确定是否在虚拟输入装置内检测到用户输入。如果经由输入检测装置在虚拟输入装置内没有检测到用户输入，则该方法可以结束。如果经由输入检测装置在虚拟输入装置内检测到用户输入，则该方法可以继续至方框210。在方框210处，该方法经由设置在方向盘上的显示单元或者经由车辆接口输出以用于显示用户输入。

该方法继续监测并且接收指示自主驾驶辅助转向系统14的激活状态以及方向盘是否可操作地联接至转向轴的数据。在方框212处，该方法确定自主驾驶辅助转向系统14是否已经被停用。自主驾驶辅助转向系统14可以响应于停用该自主驾驶辅助转向系统14的用户输入或者通过尝试操作方向盘而控制车辆的操作者干预而被停用。方向盘响应于自主驾驶辅助转向系统14的停用而可操作地联接至转向轴。如果自主驾驶辅助转向系统14是激活的，该方法可以返回至方框208。如果自主驾驶辅助转向系统14被停用，该方法可以继续至方框214。

在方框214处，该方法确定方向盘是否可操作地联接至转向轴。如果方向盘从转向轴可操作地脱离，则该方法可以结束。如果方向盘响应于自主驾驶辅助转向系统14的停用而可操作地联接至转向轴，则该方法可以继续至方框216。在方框216处，投影器可以被禁用以使得投影器不会将虚拟输入装置投影至方向盘的投影表面上并且投影器被命令从展开位置移动至存储位置。

虽然仅结合有限数量的实施例已经详细描述了本发明，但应该容易地理解的是，本发明不限于这样的公开实施例。相反，本发明能够被修改成包括此前未描述的、但是与本发明的精神和范围相称的任意数量的变型、改变、替换或等同结构。额外地，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是要理解的是，本发明的各方面可以仅包括所述实施例中的一些。因此，本发明不被视作受前述描述的限制。