CN103786612A - 一种汽车座椅加热及通风自动控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种汽车座椅加热及通风自动控制系统与方法，属于汽车自动控制技术领域。该系统包括检测座椅温度的座椅温度检测单元、供驾乘人员设定参数的座椅加热及通风控制面板单元、与座椅加热及通风控制面板单元连接的座椅加热及通风控制单元、与座椅加热及通风控制单元连接的座椅加热及通风执行单元。该方法通过检测发动机转速，对主驾驶和副驾驶座椅的加热和通风进行控制。本发明汽车座椅加热及通风自动控制系统与方法能够自动快速地将汽车座椅的温度调整并维持在设定温度，大大提高了车辆的舒适性。

Description

一种汽车座椅加热及通风自动控制系统与方法

技术领域

本发明属于汽车自动控制技术领域，涉及一种汽车座椅加热及通风的自动控制技术。

背景技术

随着生活水平的快速提高，人们对汽车舒适性要求不断提高。但是，现有汽车距离全面满足驾乘人员舒适性的要求还有一段距离，在某些方面车辆性能还有所欠缺。例如，冬季天气寒冷时，汽车内部温度低，尤其是刚启动时空调温度要经过比较长的时间才能达到标准，这段时间内驾乘人员很容易受凉。而在夏季炎热时，情况则恰恰相反。上述两种情况均导致了汽车舒适性的降低。因此，能够在驾乘人员使用汽车时，将汽车温度快速调整并维持在舒适温度的自动控制技术具有很强的研究和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够自动快速将汽车座椅的温度调整到并维持在设定温度的自动控制技术。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种汽车座椅加热及通风自动控制系统，包括检测座椅温度的座椅温度检测单元；座椅加热及通风控制面板单元，所述座椅加热及通风控制面板单元包括输入按钮，以供手动设置参数，所述按钮包括设定目标温度的温度设定按钮；与所述座椅加热及通风控制面板单元和所述座椅温度检测单元均连接的座椅加热及通风控制单元，所述座椅加热及通风控制单元获取所述座椅温度检测单元采集的座椅温度和所述座椅加热及通风控制面板单元的手动设置的参数，采集发动机转速信号，处理所获取的信息后控制汽车座椅的加热和通风；以及与所述座椅加热及通风控制单元连接的座椅加热及通风执行单元，所述座椅加热及通风控制单元接收所述座椅加热及通风控制单元的指令，并对汽车座椅进行加热或通风。

所述座椅加热及通风控制单元与车辆的CAN总线连接，通过车辆的CAN总线获取发动机转速信号以及中控解锁锁闭信号。

所述座椅加热及通风控制单元通过LIN总线分别与所述座椅温度检测单元、所述座椅加热及通风控制面板单元、所述座椅加热及通风执行单元连接；其中，所述座椅加热及通风控制单元作为主节点，所述座椅温度检测单元、所述座椅加热及通风控制面板单元以及所述座椅加热及通风执行单元均为从节点。

所述汽车座椅加热及通风执行单元包括主驾驶座椅加热及通风执行模块和副驾驶座椅加热及通风执行模块，均与所述座椅加热及通风控制单元连接。

所述座椅加热及通风控制面板单元还包括控制所述自动控制系统开启和关闭的开闭模块、设定中控解锁后持续工作时间的设定模块以及选择是否判断副驾驶承重信号的选择模块。

所述自动控制系统还包括与所述座椅加热及通风控制单元连接的座椅加热及通风信息显示单元，所述座椅加热及通风信息显示单元接收所述座椅加热及通风控制单元的指令并根据所述指令显示所述自动控制系统的工作信息。

一种上述汽车座椅加热及通风自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：

（1）检测发动机转速信号、中控解锁闭锁信号以及中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续工作时间；其中，所述中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续时间为设定值；

（2）当所述发动机转速大于或等于发动机转速阈值时，进行座椅加热及通风控制；否则，根据所述中控解锁闭锁信号确定是否进行座椅加热及通风控制；其中，所述发动机转速阈值为设定值。

所述步骤（2）中根据中控锁闭信号确定是否进行座椅加热及通风控制包括：

（21）若所述中控解锁闭锁信号表明中控未解锁，则不进行汽车座椅加热及通风控制；

（22）若所述中控解锁闭锁信号表明中控已解锁，则进行一定时间的汽车座椅加热及通风控制；其中，所述一定时间为所述中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续时间。

所述步骤（2）中的座椅加热及通风控制包括以下步骤：

（a）检测座椅温度和设定温度，计算所述设定温度与所述座椅温度之差以及所述座椅温度的变化率；其中，所述设定温度为驾乘人员通过所述座椅加热及通风控制面板单元设定的目标温度；

（b）根据汽车座椅加热及通风控制方法，得出汽车座椅加热及通风控制指令，根据所述汽车座椅加热及通风控制指令对汽车主驾驶座椅进行加热或通风；其中，所述汽车座椅加热及通风控制方法为所述汽车座椅加热及通风自动控制方法中设定的控制方法。

优选的，所述步骤（b）中的汽车座椅加热及通风控制方法如下表：

其中，TC表示所述设定温度与所述座椅温度之差，ET表示所述座椅温度变化率，单位为摄氏度；每组所述设定温度与所述座椅温度之差和所述座椅温度变化率对应的结果为汽车加热及通风控制指令；对于所述表格未列出的控制方法部分，根据所述表格先进行线性插值再进行四舍五入得到控制量；所述表格中，所述汽车座椅加热及通风控制指令0表示自动控制关闭，1表示以第一速度加热，2表示以第二速度加热，3表示以第三速度加热，4表示以第四速度通风，5表示以第五速度通风，6表示以第六速度通风；所述第一速度、所述第二速度、所述第三速度、所述第四速度、所述第五速度以及所述第六速度均为设定值。

所述自动控制方法在所述步骤（2）之后还包括：

检测是否判断副驾驶是否承重信号；若所述是否判断副驾驶是否承重信号表示不考虑副驾驶座椅承重，则对副驾驶座椅采取与所述主驾驶座椅相同的汽车座椅加热与通风控制指令；若所述是否判断副驾驶是否承重信号为考虑副驾驶座椅承重，则检测副驾驶座椅承重信号；

若所述副驾驶座椅承重信号显示副驾驶承重为零，则不对副驾驶座椅进行加热或通风；若所述副驾驶座椅承重信号显示副驾驶承重大于零，则对副驾驶座椅执行与所述主驾驶座椅相同的汽车座椅加热与通风控制指令；

其中，所述是否判断副驾驶是否承重信号由驾乘人员通过所述座椅加热及通风控制面板单元设定。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明汽车座椅加热及通风自动控制系统与方法能够自动快速地将汽车座椅的温度调整并维持在设定温度，大大提高了车辆的舒适性。本发明采用成熟、低成本的车载总线LIN（Local Interconnect Network)）的智能系统，不仅提高了其智能化水平，而且提高了系统的可靠性；同时，通过高速CAN(Controller Area Network)接收发动机转速信号、副驾驶座椅承重信号和中控解锁闭锁信号，保证了控制系统的实时性；此外，整个系统通过模块化构建，具有较高的可移植性和灵活性；该系统对外部信号需求较少，方便其推广应用。

附图说明

图1本发明实施例中汽车座椅加热及通风自动控制系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

针对现有车辆在车辆启动时不能自动快速调整车内温度到舒适温度并维持在该舒适温度的缺陷，本发明提出了一种能够解决该舒适性问题的自动控制系统和方法。

本发明提出了一种汽车座椅加热及通风控制系统，该系统采用模块化方式构建，包括座椅加热及通风控制单元、座椅加热及通风控制面板单元、座椅温度检测单元、主驾驶座椅加热及通风执行单元，副驾驶座椅加热及通风执行单元和座椅加热及通风信息显示单元。其中，座椅加热及通风控制单元作为主节点，通过LIN总线分别与其他单元连接，其他单元均为分节点。此外，座椅加热及通风控制单元还连接到车辆CAN总线上，并从CAN总线上获取发动机转速信号（记为S）、副驾驶座椅承重信号（记为POS）和中控解锁闭锁信号（记为C_U_L）。本发明中CAN总线的波特率为500千位每秒（kbps）。如图1所示为该控制系统的结构示意图。

座椅温度检测单元包括置于车辆座椅中的温度传感器，还与座椅加热及通风信息显示单元连接，检测座椅的温度（记为T），计算座椅温度变化率（记为ET），并将座椅温度T和座椅温度变化率ET发送给座椅加热及通风控制单元和座椅加热及通风信息显示单元。

上述座椅温度信号T有8位，精度为0.5，数值偏移-40，有效值范围为-40～60摄氏度，单位均为摄氏度。座椅温度变化率ET由4位组成，精度为0.5，数值偏移-7，有效值范围为-7～7，单位均为摄氏度每秒，其他值为无效值。

座椅加热及通风控制面板单元还与座椅加热及通风信息显示单元连接，其中包含有座椅加热及通风控制按钮、温度设定按钮、中控锁定后要求汽车座椅加热及通风自动控制系统持续工作时间的设定按钮以及是否判断副驾驶座椅是否承重信号按钮，该单元检测各按钮的输入，并将相应的座椅加热及通风控制的输入信息发送到座椅加热及通风控制单元和座椅加热及通风信息显示单元。为了实现这些按钮的功能，座椅加热及通风控制面板单元中包括其对应的模块。

座椅加热及通风控制面板单元发送的信息主要包括：座椅加热及通风自动控制开关状态信号A（信号A由1位数据表示，0x0表示关闭，0x1表示开启）、温度设定值ST（温度信号ST由4位数据组成，精度为1摄氏度，数值偏移16，有效值范围为16～30摄氏度）、中控解锁后要求汽车座椅加热及通风自动控制系统持续工作时间TI（TI最大值为10分钟，默认值为3分钟）和是否判断副驾驶座椅是否承重信号B（信号B由1位数据组成，0x0表示忽略副驾驶座椅是否承重信号，0x1表示判断副驾驶座椅是否承重信号）。

座椅加热及通风控制单元接收座椅加热及通风控制面板单元和座椅温度检测单元发送的信号，通过CAN总线获取发动机转速信号S（S由16位数据组成，精度为0.25转每分钟（RPM），有效值范围为0x0～0xFFFE，0xFFF为非法值）、副驾驶座椅承重信号POS（由2位数据组成，精度为1，0x0表示状态未知，0x1表示副驾驶座位为空，0x2表示副驾驶座位承重，0x3表示承重传感器失效）和中控解锁闭锁信号C_U_L（C_U_L由2位数据组成，精度为1，0x0表示无动作，0x1表示中控闭锁，0x2表示中控解锁，其他值预留），通过对这些信息的处理，发送汽车座椅加热及通风控制指令D_U到主驾驶座椅加热及通风执行单元，发送汽车座椅加热及通风控制指令P_U到主驾驶座椅加热及通风执行单元。

上述主驾驶座椅加热及通风控制信号D_U由4位组成，精度为1，0x0表示自动控制关闭，0x1表示低速加热，0x2表示中速加热，0x3表示0高速加热，0x4表示低速通风，0x5表示中速通风，0x6表示高速通风，其他值为无效值。副驾驶座椅加热及通风控制信号P_U由4位组成，精度为1，0x0表示自动控制关闭，0x1表示低速加热，0x2表示中速加热，0x3表示高速加热，0x4表示低速通风，0x5表示中速通风，0x6表示高速通风，其他值为无效值。

当信号A为0x0时，汽车座椅加热及通风控制系统关闭自动控制功能。当信号A为0x1时，该汽车座椅加热及通风控制系统启动工作。

发动机转速信号S也为汽车座椅加热及通风自动控制系统是否开始工作的条件之一。当发动机转速信号S大于等于500RPM时，汽车座椅加热及通风自动控制系统开启自动控制功能；当发动机转速信号S小于500RPM或为非法值或无此信号时，汽车座椅加热及通风自动控制系统关闭自动控制，但若此时收到中控解锁闭锁信号C_U_L为0x2（即中控解锁），汽车座椅加热及通风自动控制系统开启自动控制，TI时间后关闭自动控制。

当信号B为0时，汽车座椅加热及通风自动控制系统不考虑副驾驶座椅承重，控制策略与主驾驶座椅控制策略相同。当信号B为1时，汽车座椅加热及通风自动控制系统需考虑副驾驶座椅是否承重。此时若信号POS为2（即副驾驶座椅有承重），副驾驶座椅控制策略与主驾驶座椅控制策略相同，否则，副驾驶座椅加热及通风执行单元不执行自动控制，关闭加热及通风。

汽车座椅加热及通风自动控制系统开启自动加热及通风控制时的控制方法如下表1所示。其中，TC=ST-T，即TC表示设定温度与座椅温度之差，ET表示座椅温度变化率；每组设定温度与座椅温度之差和座椅温度变化率对应的结果为汽车加热及通风控制指令。控制指令0表示自动控制关闭，1表示低速加热，2表示中速加热，3表示高速加热，4表示低速通风，5表示中速通风，6表示高速通风。

表1中未列出的控制方法部分，需根据表1先进行线性插值，再进行四舍五入得到相应控制量P_U或者D_U。

表1 汽车座椅加热及通风的控制方法

在上述汽车座椅加热及通风自动控制系统的基础上，本发明还提出了一种汽车座椅加热及通风的控制方法，包括以下步骤：

（1）检测发动机转速信号、中控解锁闭锁信号以及中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续工作时间；其中，中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续时间由驾乘人员通过上述座椅加热及通风控制面板单元设定；

（2）当发动机转速大于或等于500转每分钟时，进行座椅加热及通风控制；否则，根据中控解锁闭锁信号确定是否进行座椅加热及通风控制；其中，该发动机转速500转每分钟是依据发动机转速判断是否进行座椅加热及通风控制的发动机转速阈值，该值为设定值。

上述步骤（2）中在发动机转速小于或者等于500转每分钟时根据中控锁闭信号确定是否进行座椅加热及通风控制包括：

（21）若中控解锁闭锁信号表明中控未解锁，则不进行汽车座椅加热及通风控制；

（22）若中控解锁闭锁信号表明中控已解锁，则进行一定时间的汽车座椅加热及通风控制；其中，一定时间指的是上述中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续工作时间。

上述步骤（2）中的汽车座椅加热及通风控制包括以下步骤：

（a）检测座椅温度和设定温度，计算设定温度与座椅温度之差以及座椅温度的变化率；

（b）根据汽车座椅加热及通风控制方法，得出汽车座椅加热与通风控制指令，再根据该汽车座椅加热与通风控制指令对汽车主驾驶座椅进行加热或通风；其中，汽车座椅加热与通风控制方法为设定方法，本实施例中选择如表1所示的控制方法。

对于表1中未列出的控制方法部分，其控制量根据表1先进行线性插值再进行四舍五入得到。

考虑到副驾驶座椅在有乘员时也应该进行控制，该自动控制方法在步骤（2）之后还包括：

检测是否判断副驾驶是否承重信号（该信号由驾乘人员通过座椅加热及通风控制面板单元设定）；若该是否判断副驾驶是否承重信号表示不考虑副驾驶座椅承重，则对副驾驶座椅采取与主驾驶座椅相同的汽车座椅加热与通风控制指令；若该是否判断副驾驶是否承重信号为考虑副驾驶座椅承重，则检测副驾驶座椅承重信号。其中，是否判断副驾驶是否承重由驾乘人员通过上述座椅加热及通风控制面板单元设定。

若副驾驶座椅承重信号显示副驾驶承重为零，则不对副驾驶座椅进行加热或通风；若副驾驶座椅承重信号显示副驾驶承重大于零，则对副驾驶座椅执行与主驾驶座椅相同的汽车座椅加热与通风控制指令。

本发明的汽车座椅加热及通风自动控制系统与方法能够自动快速地将汽车座椅的温度调整并维持在设定温度，大大提高了车辆的舒适性。本发明采用成熟、低成本的车载总线LIN的智能系统，不仅提高了其智能化水平，而且提高了系统的可靠性；同时，通过高速CAN接收发动机转速信号、副驾驶座椅承重信号和中控解锁闭锁信号，保证了控制系统的实时性；此外，整个系统通过模块化构建，具有较高的可移植性和灵活性；该系统对外部信号需求较少，方便其推广应用。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车座椅加热及通风自动控制系统，其特征在于：包括检测座椅温度的座椅温度检测单元；

座椅加热及通风控制面板单元，所述座椅加热及通风控制面板单元包括输入按钮，以供手动设置参数，所述按钮包括设定目标温度的温度设定按钮；

与所述座椅加热及通风控制面板单元和所述座椅温度检测单元均连接的座椅加热及通风控制单元，所述座椅加热及通风控制单元获取所述座椅温度检测单元采集的座椅温度和所述座椅加热及通风控制面板单元的手动设置的参数，采集发动机转速信号，处理所获取的信息后控制汽车座椅的加热和通风；以及

与所述座椅加热及通风控制单元连接的座椅加热及通风执行单元，所述座椅加热及通风控制单元接收所述座椅加热及通风控制单元的指令，并对汽车座椅进行加热或通风。

2.根据权利要求1所述的汽车座椅加热及通风自动控制系统，其特征在于：所述座椅加热及通风控制单元与车辆的CAN总线连接，通过车辆的CAN总线获取发动机转速信号以及中控解锁锁闭信号。

3.根据权利要求1所述的汽车座椅加热及通风自动控制系统，其特征在于：所述座椅加热及通风控制单元通过LIN总线分别与所述座椅温度检测单元、所述座椅加热及通风控制面板单元、所述座椅加热及通风执行单元连接；

其中，所述座椅加热及通风控制单元作为主节点，所述座椅温度检测单元、所述座椅加热及通风控制面板单元以及所述座椅加热及通风执行单元均为从节点。

4.根据权利要求1所述的汽车座椅加热及通风自动控制系统，其特征在于：所述汽车座椅加热及通风执行单元包括主驾驶座椅加热及通风执行模块和副驾驶座椅加热及通风执行模块，均与所述座椅加热及通风控制单元连接。

5.根据权利要求1所述的汽车座椅加热及通风自动控制系统，其特征在于：所述座椅加热及通风控制面板单元还包括控制所述自动控制系统开启和关闭的开闭模块、设定中控解锁后持续工作时间的设定模块以及选择是否判断副驾驶承重信号的选择模块。

6.根据权利要求1所述的汽车座椅加热及通风自动控制系统，其特征在于：所述自动控制系统还包括与所述座椅加热及通风控制单元连接的座椅加热及通风信息显示单元，所述座椅加热及通风信息显示单元接收所述座椅加热及通风控制单元的指令并根据所述指令显示所述自动控制系统的工作信息。

7.一种权利要求1所述的汽车座椅加热及通风自动控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）检测发动机转速信号、中控解锁闭锁信号以及中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续工作时间；其中，所述中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续时间为设定值；

（2）当所述发动机转速大于或等于发动机转速阈值时，进行座椅加热及通风控制；否则，根据所述中控解锁闭锁信号确定是否进行座椅加热及通风控制；其中，所述发动机转速阈值为设定值。

8.根据权利要求7所述的汽车座椅加热及通风自动控制方法，其特征在于：所述步骤（2）中根据中控锁闭信号确定是否进行座椅加热及通风控制包括：

（21）若所述中控解锁闭锁信号表明中控未解锁，则不进行汽车座椅加热及通风控制；

（22）若所述中控解锁闭锁信号表明中控已解锁，则进行一定时间的汽车座椅加热及通风控制；其中，所述一定时间为所述中控解锁后汽车座椅加热及通风自动控制持续时间。

9.根据权利要求7所述的汽车座椅加热及通风自动控制方法，其特征在于：所述步骤（2）中的座椅加热及通风控制包括以下步骤：

（a）检测座椅温度和设定温度，计算所述设定温度与所述座椅温度之差以及所述座椅温度的变化率；其中，所述设定温度为驾乘人员通过所述座椅加热及通风控制面板单元设定的目标温度；

（b）根据汽车座椅加热及通风控制方法，得出汽车座椅加热及通风控制指令，根据所述汽车座椅加热及通风控制指令对汽车主驾驶座椅进行加热或通风；其中，所述汽车座椅加热及通风控制方法为所述汽车座椅加热及通风自动控制方法中设定的控制方法；

优选的，所述步骤（b）中的汽车座椅加热及通风控制方法如下表：

其中，TC表示所述设定温度与所述座椅温度之差，ET表示所述座椅温度变化率，单位为摄氏度；每组所述设定温度与所述座椅温度之差和所述座椅温度变化率对应的结果为汽车加热及通风控制指令；

对于所述表格未列出的控制方法部分，根据所述表格先进行线性插值再进行四舍五入得到控制量；

所述表格中，所述汽车座椅加热及通风控制指令0表示自动控制关闭，1表示以第一速度加热，2表示以第二速度加热，3表示以第三速度加热，4表示以第四速度通风，5表示以第五速度通风，6表示以第六速度通风；所述第一速度、所述第二速度、所述第三速度、所述第四速度、所述第五速度以及所述第六速度均为设定值。

10.根据权利要求7所述的汽车座椅加热及通风自动控制方法，其特征在于：所述自动控制方法在所述步骤（2）之后还包括：

检测是否判断副驾驶是否承重信号；若所述是否判断副驾驶是否承重信号表示不考虑副驾驶座椅承重，则对副驾驶座椅采取与所述主驾驶座椅相同的汽车座椅加热与通风控制指令；若所述是否判断副驾驶是否承重信号为考虑副驾驶座椅承重，则检测副驾驶座椅承重信号；

若所述副驾驶座椅承重信号显示副驾驶承重为零，则不对副驾驶座椅进行加热或通风；若所述副驾驶座椅承重信号显示副驾驶承重大于零，则对副驾驶座椅执行与所述主驾驶座椅相同的汽车座椅加热与通风控制指令；

其中，所述是否判断副驾驶是否承重信号由驾乘人员通过所述座椅加热及通风控制面板单元设定。

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