本實用新型涉及汽車電子技術領域，尤其涉及一種方向盤加熱電路和汽車。

背景技術：

在寒冷的冬天，駕駛員操控方向盤，手部長時間暴露在冷空氣中，即使車內開啟暖氣，駕駛員手部也還是容易冰冷麻木，不利于駕駛安全，駕駛舒適性也很差。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提出一種方向盤加熱電路和汽車，能夠對汽車的方向盤進行加熱，提升駕駛員的駕駛舒適度。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一方面，本實用新型提供一種方向盤加熱電路，包括：按鍵采集模塊、處理器、加熱模塊、電源管理模塊、故障診斷模塊、LED驅動模塊和溫度采集模塊；

所述按鍵采集模塊的輸入端與外部按鍵連接，輸出端與處理器連接，用于采集用戶的按鍵信號并發(fā)送到處理器；

所述電源管理模塊的輸入端與車載電源連接，輸出端通過故障診斷模塊與加熱模塊連接，用于穩(wěn)壓和電壓轉換；

所述故障診斷模塊分別與處理器、加熱模塊連接，用于在檢測到電路故障時，通過處理器斷開加熱模塊的供電；

所述LED驅動模塊與處理器連接，用于在所述處理器的控制下，根據(jù)所述加熱模塊的工作情況，驅動LED指示燈點亮或熄滅；

所述溫度采集模塊，用于采集方向盤的溫度；

所述加熱模塊，用于根據(jù)加熱控制指令進行加熱；

所述處理器，與溫度采集模塊和加熱模塊相連，用于根據(jù)方向盤的溫度輸出加熱控制指令以調整加熱模塊的功率。

其中，所述電源管理模塊包括：瞬態(tài)抑制二極管、反向二極管和線性電源轉換芯片；

所述瞬態(tài)抑制二極管的一端與車載電源連接，另一端接地；

所述反向二極管的正極與車載電源連接，負極與所述線性電源轉換芯片的輸入端連接，并且通過電阻與處理器的輸出端連接；

所述線性電源轉換芯片的輸出端與按鍵采集模塊、處理器、故障診斷模塊、LED驅動模塊和溫度采集模塊相連，用于提供工作電壓。

其中，所述故障診斷模塊包括：

高邊驅動芯片，輸出端與加熱模塊連接，輸入端與處理器連接，高邊驅動芯片的IS引腳連接檢測電阻的一端，用于通過檢測所述檢測電阻的電流來判斷所述加熱模塊是否短路；

所述檢測電阻的另一端接地。

其中，所述LED驅動模塊包括：一個PNP型三極管和一個NPN型三極管；

所述PNP型三極管的發(fā)射極通過第一電阻接入工作電壓，集電極通過第二電阻與LED指示燈連接，輸出高邊驅動信號，基極通過第四電阻與所述NPN型三極管的集電極連接；且所述PNP型三極管的發(fā)射極與基極通過第五電阻連接；

所述NPN型三極管的基極通過第三電阻與處理器的信號輸出端連接，發(fā)射極接地，且基極與發(fā)射極通過第六電阻連接。

或者，所述LED驅動模塊包括：一個PNP型三極管和一個NPN型三極管；

所述PNP型三極管的發(fā)射極與基極通過第五電阻連接，基極通過串聯(lián)的第四電阻和第七電阻與LED指示燈連接，輸出低邊驅動信號，并與所述NPN型三極管的集電極連接；

所述NPN型三極管的基極通過第三電阻與處理器的信號輸出端連接，發(fā)射極接地，且基極與發(fā)射極通過第六電阻連接。

其中，所述溫度采集模塊包括：

第一分壓電阻，一端連接工作電壓，另一端分別連接溫度傳感器和第二分壓電阻；

第二分壓電阻的另一端與處理器的信號輸出端連接；

溫度傳感器設置在所述方向盤上；

第二分壓電阻的兩端分別通過電容器接地。

其中，所述按鍵采集模塊包括：

第三分壓電阻，一端連接工作電壓，另一端連接外部按鍵，用于采集低電平的按鍵信號，并通過第四分壓電阻與處理器的輸入端連接；

所述第四分壓電阻的與處理器連接的一端通過電阻接地。

或者，所述按鍵采集模塊包括：

第四分壓電阻，一端連接外部按鍵，用于采集高電平的按鍵信號，并與處理器的輸入端連接；

所述第四分壓電阻的兩端通過電阻接地。

另一邊方面，本實用新型提供一種汽車，包括方向盤，上述的方向盤加熱電路。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型通過為方向盤添加加熱電路，加熱電路設置處理器、加熱模塊、電源管理模塊、故障診斷模塊、LED驅動模塊和溫度采集模塊，使方向盤在冬天能夠保持一定的溫度，并且具備LED指示燈顯示加熱狀態(tài)，可檢測加熱電路是否出現(xiàn)短路等故障。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的方向盤加熱電路的示意圖。

圖2是本實用新型實施例提供的電源管理模塊的電路圖。

圖3是本實用新型實施例提供的故障診斷模塊的電路圖。

圖4是本實用新型實施例提供的第一種LED驅動模塊的電路圖。

圖5是本實用新型實施例提供的第二種LED驅動模塊的電路圖。

圖6是本實用新型實施例提供的溫度采集模塊的電路圖。

圖7是本實用新型實施例提供的按鍵采集模塊采集低電平信號的電路圖。

圖8是本實用新型實施例提供的按鍵采集模塊采集高電平信號的電路圖。

具體實施方式

為使本實用新型解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

本實施例提供一種方向盤加熱電路，適用于需要對方向盤進行加熱的場景，可普遍應用于有方向盤的車輛。

圖1是本實用新型實施例提供的方向盤加熱電路的示意圖。如圖1所示，所述加熱電路包括：按鍵采集模塊2、處理器7、加熱模塊6、電源管理模塊1、故障診斷模塊4、LED驅動模塊5和溫度采集模塊3。

所述按鍵采集模塊2的輸入端與外部按鍵連接，輸出端與處理器7連接，用于采集用戶的按鍵信號并發(fā)送到處理器7，以使處理器7能夠根據(jù)用戶的指令執(zhí)行相應的開始或停止加熱、溫度調節(jié)、定時等操作

所述電源管理模塊1的輸入端與車載電源BATT連接，輸出端通過故障診斷模塊4與加熱模塊6連接，用于穩(wěn)壓和電壓轉換，轉換后的電壓為其他模塊提供工作電壓。

所述故障診斷模塊4與加熱模塊6連接，用于在檢測到電路故障時通知處理器7，由處理器7斷開加熱模塊6的供電，并控制其他模塊執(zhí)行相應的安全策略。

所述LED驅動模塊5與處理器7連接，用于在所述處理器7的控制下，根據(jù)所述加熱模塊6的工作情況，驅動LED指示燈點亮或熄滅，例如，電路故障時LED指示燈閃爍，加熱時LED指示燈常亮等。

所述溫度采集模塊3，用于采集方向盤的溫度。

所述加熱模塊6，用于根據(jù)處理器7的加熱控制指令進行加熱，一般為發(fā)熱電阻等元器件，加熱模塊6的發(fā)熱功率可調。

所述處理器7，與所述溫度采集模塊3和加熱模塊6相連，用于根據(jù)方向盤的溫度輸出加熱控制指令以調整加熱模塊6的功率，處理器7包括了單片機和車載控制單元。

圖2是本實用新型實施例提供的電源管理模塊的電路圖。如圖2所示，所述電源管理模塊1包括：瞬態(tài)抑制二極管TVS、反向二極管SIJ和線性電源轉換芯片LDO。

瞬態(tài)抑制二極管TVS的一端與車載電源BATT連接，另一端接地。

反向二極管SIJ的正極與車載電源BATT連接，負極與線性電源轉換芯片LDO的輸入端連接，并且通過電阻與處理器7的輸出端連接。

線性電源轉換芯片LDO的輸出端與按鍵采集模塊2、處理器7、故障診斷模塊4、LED驅動模塊5和溫度采集模塊3相連，用于提供工作電壓，即將車載電源BATT轉換成低壓VCC，提供給各模塊使用。

所述電源管理模塊1還包括與反向二極管SIJ的負極串聯(lián)、且與線性電源轉換芯片LDO并聯(lián)的電阻R1，處理器7的輸出信號經過電阻R1輸入線性電源轉換芯片LDO。在電阻R1與處理器7之間分別連接有電阻R2和電容C1，電阻R2和電容C1為并聯(lián)且接地。

圖3是本實用新型實施例提供的故障診斷模塊的電路圖。如圖3所示，所述故障診斷模塊4包括：高邊驅動芯片U1，輸出端與加熱模塊6連接，輸入端(IN引腳)與處理器7連接，高邊驅動芯片的IS引腳連接檢測電阻R3的一端連接，處理器7通過檢測所述檢測電阻R3的電流來判斷所述加熱模塊6是否短路，檢測電阻R3的另一端接地。當加熱模塊6有短路故障，處理器7檢測到流過檢測電阻R3的電流增大，則指示高邊驅動芯片U1斷開加熱模塊6與工作電源的連接。

高邊驅動芯片U1采用高邊驅動電路，具有電流檢測、過溫保護、過壓保護等作用，在加熱模塊6出現(xiàn)短路時，從電源端切斷加熱模塊6與工作電源的連接，保護電路。

圖4是本實用新型實施例提供的第一種LED驅動模塊的電路圖。如圖4所示，所述LED驅動模塊5包括：驅動芯片U2，該驅動芯片U2內部至少包括一個PNP型三極管Q2和一個NPN型三極管Q1。所述PNP型三極管Q2的發(fā)射極通過第一電阻R9接入工作電壓VCC，集電極通過第二電阻R8與LED指示燈連接，輸出高邊驅動信號，基極通過第四電阻R7與所述NPN型三極管Q1的集電極連接；且所述PNP型三極管Q2的發(fā)射極與基極通過第五電阻R6連接。所述NPN型三極管Q1的基極通過第三電阻R4與處理器7的信號輸出端連接，發(fā)射極接地，且基極與發(fā)射極通過第六電阻R5連接。適用于LED指示燈需要高電平輸出的情況。

圖5是本實用新型實施例提供的第二種LED驅動模塊的電路圖。在其他實施例中，如圖5所示，所述LED驅動模塊5包括：驅動芯片U2，該驅動芯片U2內部至少包括一個PNP型三極管Q2和一個NPN型三極管Q1。

所述PNP型三極管Q2的發(fā)射極與基極通過第五電阻R6連接，基極通過串聯(lián)的第四電阻R7和第七電阻R10與LED指示燈連接，輸出低邊驅動信號，并與所述NPN型三極管Q1的集電極連接；所述NPN型三極管Q1的基極通過第三電阻R4與處理器7的信號輸出端連接，發(fā)射極接地，且基極與發(fā)射極通過第六電阻R5連接，為LED指示燈提供地。

具體的需要所述LED驅動電路輸出高電平還是低電平，一般根據(jù)具體配置的LED指示燈的驅動電平來選擇。

圖6是本實用新型實施例提供的溫度采集模塊的電路圖。如圖6所示，所述溫度采集模塊3包括：

第一分壓電阻R11，一端連接工作電壓VCC，另一端分別連接溫度傳感器和第二分壓電阻R12；第一分壓電阻R11采用高精度電阻。

第二分壓電阻R12，另一端與處理器7的信號輸出端連接。

溫度傳感器設置在方向盤上，用于采集方向盤的溫度；在本實施例中，采用熱敏電阻NTC，熱敏電阻NTC的一端連接第一分壓電阻R11，另一端連接加熱模塊6。

第二分壓電阻R12的兩端分別通過電容器接地。

根據(jù)所述按鍵采集模塊2需要檢測的電平的不同，為所述按鍵采集模塊2配置了不同的元器件.

圖7是本實用新型實施例提供的按鍵采集模塊采集低電平信號的電路圖。第三分壓電阻R13的一端連接工作電壓，另一端連接外部按鍵，用于采集低電平的按鍵信號，并通過第四分壓電阻R14與處理器7的輸入端連接；所述第四分壓電阻R14的與處理器7連接的一端通過電阻接地。

圖8是本實用新型實施例提供的按鍵采集模塊采集高電平信號的電路圖。第四分壓電阻R14的一端連接外部按鍵，用于采集高電平的按鍵信號，并與處理器7的輸入端連接；所述第四分壓電阻R14的兩端通過電阻接地。

本實施例通過為方向盤添加加熱電路，加熱電路設置處理器、加熱模塊、電源管理模塊、故障診斷模塊、LED驅動模塊和溫度采集模塊，使方向盤在冬天能夠保持一定的溫度，并且具備LED指示燈顯示加熱狀態(tài)，可檢測加熱電路是否出現(xiàn)短路等故障。

實施例二

本實施例提供一種汽車，包括方向盤，和上述實施例描述的方向盤加熱電路。

其中，所述方向盤加熱電路中的加熱模塊和溫度采集模塊的溫度傳感器置于方向盤外表面的內腔，一般位于駕駛員經常握持的位置。

當按鍵采集模塊檢測到有效的按鍵信號，故障診斷模塊檢查加熱模塊是否存在短路、過電壓等故障，若是，不加熱，處理器指示LED驅動模塊驅動LED指示燈閃爍，告知駕駛員故障信息；若否，加熱模塊開始加熱，LED燈常亮標示加熱正常經行。溫度采集模塊通過溫度傳感器采集當前的加熱溫度，與目標溫度進行對比，差值大于預設值(例如3℃)時，加熱模塊全功率加熱，差值小于或等于預設值時，處理器對加熱模塊經行PID調節(jié)，調節(jié)加熱的功率，使方向盤的溫度最終穩(wěn)定在目標溫度。

本實施例提供的汽車的方向盤能夠在寒冷的冬季保持一定的舒適溫度，使駕駛員的駕駛體驗更好，同時也防止駕駛員的手部因為寒冷而僵硬導致動作不靈敏、不能靈活應對突發(fā)狀況，保證駕駛安全。

以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它具體實施方式，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。