CN105438025A - 一种汽车安全座椅系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车安全座椅系统，其包括安装在车身上的座椅骨架，该座椅骨架包括坐盆部分以及通过转轴机构可相对于该坐盆部分转动的靠背部分，所述系统还包括：一安装在所述座椅骨架上的声音报警机构；一用于监测所述靠背部分相对于所述坐盆部分的转动角度的靠背角度监测机构；以及一座椅控制模块，其接收并根据所述靠背角度监测机构输出的角度监测信息、从安装在所述车身上的SBR传感器输出的SBR信号以及从安装在所述车身上的车速传感器输出的车身车速信号，向所述声音报警机构输出相应的启动报警信号或停止报警信号。本发明使得乘员能够实际受到安全带的保护，降低行驶过程中紧急刹车或者碰撞对乘员造成的伤害程度，使乘坐安全性能得到很大提高。

Description

一种汽车安全座椅系统
技术领域
本发明涉及一种汽车座椅，尤其涉及一种具有警示功能的汽车安全座椅系统。
背景技术
安全，是判定一辆汽车质量是否优异的最基础，也是最不可忽视的标准。百度大数据指出安全性能日益受到消费者的关注，相关汽车的搜索词条中，安全性占据第3位，可见安全性能是影响汽车购买情况的重要因素。
汽车座椅作为汽车内饰中将乘员与车身联系在一起的重要内饰部件，它将直接影响到整车的舒适性能以及安全性能。座椅的安全性能是指可以有效防止汽车事故发生，并在事故发生时能最大限度的减轻事故对乘员造成的伤害的能力。
为了降低车辆紧急制动或者被追尾时，乘客受伤的几率，所有汽车评价都有明确的碰撞试验。为了提升汽车碰撞成绩，在汽车座椅上已经采取了很多种新技术手段，包括防下潜技术、安全带预收紧、安全带气囊等等，从而使得在汽车紧急制动或者被追尾时提高乘客的安全性。
但包含了这些设计的座椅系统，仍有些不足之处，主要原因在于：
在碰撞试验中，假人的乘坐姿势是一样的，现有试验只是针对设计安全位置状态(如图1a所示)进行碰撞测试。但是在实际使用中乘员的坐姿并不一定在设计位置。例如图1b所示，由于座椅靠背角度变动，安全带并没有变化而人员位置已经改变，这将导致安全、安全气囊以及其余安全技术对乘员的保护大大下降甚至失效。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种汽车安全座椅系统，以提高乘客在紧急制动以及被追尾时的安全性。
本发明所述的一种汽车安全座椅系统，其包括安装在车身上的座椅骨架，该座椅骨架包括坐盆部分以及通过转轴机构可相对于该坐盆部分转动的靠背部分，所述系统还包括：
一安装在所述座椅骨架上的声音报警机构；
一用于监测所述靠背部分相对于所述坐盆部分的转动角度的靠背角度监测机构；以及
一座椅控制模块，其接收并根据所述靠背角度监测机构输出的角度监测信息、从安装在所述车身上的SBR传感器输出的SBR信号以及从安装在所述车身上的车速传感器输出的车身车速信号，向所述声音报警机构输出相应的启动报警信号或停止报警信号。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述座椅控制模块包括：
一中央处理单元，其通过一CAN总线单元接收所述车身车速信号，并将该车身车速信号与预设的安全车速比较，根据比较结果接收所述角度监测信息以及所述SBR信号，并输出相应的控制信号；以及
一与所述中央处理单元连接的驱动单元，其根据所述控制信号向所述声音报警机构输出所述启动报警信号或所述停止报警信号。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述系统还包括用于驱动所述靠背部分相对于所述坐盆部分转动的驱动电机；所述座椅控制模块还配置为：根据所述角度监测信息、所述SBR信号以及所述车身车速信号，向所述驱动电机输出相应的电机驱动信号或电机停止信号。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述控制模块包括：
一中央处理单元，其通过一CAN总线单元接收所述车身车速信号，并将该车身车速信号与预设的安全车速比较，根据比较结果接收所述角度监测信息以及所述SBR信号，输出相应的控制信号；以及
一与所述中央处理单元连接的驱动单元，其根据所述控制信号向所述声音报警机构输出所述启动报警信号或所述停止报警信号，并向所述驱动电机输出所述电机驱动信号或所述电机停止信号。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述座椅控制模块还包括：一连接在所述中央处理单元与所述驱动单元之间的I/O单元，且所述靠背角度监测机构以及所述SBR传感器均通过所述I/O单元与所述中央处理单元连接。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述座椅控制模块还包括：一与外围的车身电源连接以向所述中央处理单元以及所述驱动单元供电的电源管理单元。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述声音报警机构包括一安装在所述坐盆部分上的发声装置。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述声音报警机构包括一与所述车身自带的中控台发声器连接的音频信号发生器。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述靠背角度监测机构包括一安装在所述转轴机构上的限位开关。
在上述的汽车安全座椅系统中，所述靠背角度监测机构包括一安装在所述座椅骨架上的记忆信息处理器，其中记录有预设的靠背安全位置角度信息。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过采用声音报警机构和靠背角度监测机构，并通过座椅控制模块根据角度监测信息、SBR信号以及车身车速信号，判断车辆是否超速，以及在超速情况下，座椅上是否有乘客乘坐，以及该座椅的靠背是否处于安全位置，从而控制声音报警机构在危险情况下发出声音警示，以提醒乘员将座椅靠背手动调节至安全位置，进一步地还可以通过座椅控制模块控制电动座椅的驱动电机，以驱动座椅靠背自动调节至安全位置，由此，使得乘员能够实际受到安全带的保护，降低行驶过程中紧急刹车或者碰撞对乘员造成的伤害程度，使得乘坐安全性能得到很大提高。
附图说明
图1a-b分别是乘员在车内的不同坐姿的示意图；
图2a-c分别是本发明一种汽车安全座椅系统中座椅骨架的不同外观结构示意图，其中，图2a示出了手动座椅骨架，图2b示出了电动无记忆座椅骨架，图2c示出了电动有记忆座椅骨架；
图3a-c分别是本发明一种汽车安全座椅系统中座椅骨架的不同外观局部细节示意图，其中，图3a示出了手动座椅骨架，图3b示出了电动无记忆座椅骨架，图3c示出了电动有记忆座椅骨架；
图4是本发明中控制模块的原理框图；
图5是本发明中控制模块的安装结构示意图；
图6a-c分别是本发明针对不同结构座椅的系统工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
请参见图2-5，本发明，即一种汽车安全座椅系统，包括：通过紧固件安装在车身上的座椅骨架100、200、300，该座椅骨架100、200、300包括坐盆部分101、201、301以及通过转轴机构103、203、303可相对于该坐盆部分101、201、301转动的靠背部分102、202、302(座椅的其余部件，例如发泡、面套、塑料件、紧固件等均与现有技术相同，在此不再赘述)，其中，
座椅骨架100为手动座椅骨架，座椅骨架200为电动无记忆座椅骨架，座椅骨架300为电动有记忆座椅骨架；且座椅骨架200、300上还安装有驱动电机204、304(例如高速电机或伺服电机等)，该驱动电机204、304分别通过减速机构205、305(例如涡轮蜗杆减速机构或行星齿轮减速机构等)与转轴机构203、303连接，以驱动靠背部分202、302相对于坐盆部分201、301转动。
本发明的系统还包括：
安装在座椅骨架100、200、300上的声音报警机构110、210、310；在本发明中，该声音报警机构110、210、310可以包括安装在坐盆部分101、201、301上的发声装置，或者可以包括与车身自带的中控台发声器(图中未示)连接的音频信号发生器。
用于监测靠背部分102、202、302相对于坐盆部分101、201、301的转动角度的靠背角度监测机构；在此，对于座椅骨架100、200而言，靠背角度监测机构为安装在转轴机构103、203上的限位开关120、220(例如，霍尔传感器，当然，也可使用其它机械按压式、电子触碰式限位开关；不同方案可根据客户选择使用，由于此为现有技术，因而在此不再赘述)，对于座椅骨架300而言，靠背角度监测机构为安装在座椅骨架300上的记忆信息处理器320(该记忆信息处理器320集成在汽车自带的座椅记忆模块之内，可根据客户需求直接编程实现)，且该记忆信息处理器320中记录有预设的靠背安全位置角度信息(该靠背安全位置角度信息通过编程方式预存在记忆信息处理器320内)；以及
安装在坐盆部分101、201、301底面上的座椅控制模块400，其接收并根据靠背角度监测机构输出的角度监测信息、从安装在车身上的SBR(安全带提醒)传感器(图中未示)(SBR传感器是一种电器件薄膜，其安装在座椅坐垫发泡上表面或者下表面)输出的SBR信号(该SBR信号可指示座位上是否有乘客乘坐)以及从安装在车身上的车速传感器(图中未示)输出的车身车速信号，向声音报警机构110、210、310输出相应的启动报警信号或停止报警信号，从而使声音报警机构110、210、310在需要的时候发出声音警示；另外，对于座椅骨架200、300而言，座椅控制模块400除了具有上述功能以外，还配置为：根据角度监测信息、SBR信号以及车身车速信号，向驱动电机204、304输出相应的电机驱动信号或电机停止信号，从而使驱动电机204、304在需要的时候驱动靠背部分202、302转动至安全角度。
在本发明中，座椅控制模块400具体包括：
中央处理单元401，其通过CAN总线单元402接收车身车速信号，并将该车身车速信号与预设的安全车速比较，根据比较结果接收角度监测信息以及SBR信号(例如，当比较结果指出车辆处于超速状态时，中央处理单元401开始接收角度监测信息以及SBR信号，以进一步判断座位上是否有乘客乘坐，以及该座椅的靠背是否处于安全位置；当车辆未超速时，则继续监测实际车速即可)，输出相应的控制信号；
与中央处理单元401连接的驱动单元403，其根据控制信号向声音报警机构110、210、310输出启动报警信号或停止报警信号；另外，对于座椅骨架200、300而言，驱动单元403除了输出启动报警信号或停止报警信号以外，还配置为：根据控制信号向驱动电机204、304输出所述电机驱动信号或所述电机停止信号。
连接在中央处理单元401与驱动单元403之间的I/O单元404，且靠背角度监测机构(即，限位开关120、220、记忆信息处理器320)以及SBR传感器均通过I/O单元404与中央处理单元401连接；以及
与外围的车身电源(图中未示)连接以向中央处理单元401以及驱动单元403供电的电源管理单元405。
下面结合图6对本发明的工作流程进行介绍。
如图6a所示，对于手动座椅骨架100而言，本发明的工作流程如下：
当汽车启动时，系统开始运作，上电初始化(步骤P100)；
接着，接受车身车速信号(步骤P105)；
然后，判断车速是否大于安全车速20km/h(可根据客户需求通过编程方式设置其他数值的安全车速)(步骤P110)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则判断SBR信号是否指示有人乘坐(步骤P115)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则判断限位开关是否闭合(即，靠背角度是否已经超过安全值；需要注意的是，当靠背角度超过安全值时，限位开关处于常闭状态，这是本领域公知的技术，此处不再赘述)(步骤P120)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则启动声音报警机构进行报警(这里报警要求持续进行，处于常通状态)(步骤P200)；
接着，再次接受车身车速信号(步骤P125)；
然后，再次判断车速是否大于安全车速20km/h(步骤P130)(这是因为报警之后司机会降低车速，因此需要再次判断车速)，若否，则使声音报警机构停止报警(步骤P205)，然后再次返回步骤P105，若是，则再次判断SBR信号是否有人乘坐(步骤P135)，若否，则执行步骤P205，然后再次返回步骤P105，若是，则再次判断限位开关是否闭合(步骤P140)，若否，则执行步骤P205，然后再次返回步骤P105，若是，则返回步骤P200。
如图6b所示，对于电动无记忆座椅骨架200而言，本发明的工作流程如下：
当汽车启动时，系统开始运作，上电初始化(步骤P100)；
接着，接受车身车速信号(步骤P105)；
然后，判断车速是否大于安全车速20km/h(步骤P110)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则判断SBR信号是否指示有人乘坐(步骤P115)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则判断限位开关是否闭合(步骤P120)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则启动声音报警机构进行报警5s(可根据客户需求通过编程方式设置其他数值的报警时间)(步骤P210)；
接着，再次接受车身车速信号(步骤P145)；
然后，再次判断车速是否大于安全车速20km/h(步骤P150)，若否，则使声音报警机构停止报警(步骤P215)，然后再次返回步骤P105，若是，则再次判断SBR信号是否有人乘坐(步骤P155)，若否，则执行步骤P215，然后再次返回步骤P105，若是，则再次判断限位开关是否闭合(步骤P160)，若否，则执行步骤P215，然后再次返回步骤P105，若是，则控制驱动电机调节靠背角度(步骤P220)；
接着，再次判断限位开关是否闭合(步骤P165)，若否，则停止驱动电机(步骤P225)，然后返回步骤P215，再返回步骤P105，若是，则返回步骤P220。
如图6c所示，对于电动有记忆座椅骨架200而言，本发明的工作流程如下：
当汽车启动时，系统开始运作，上电初始化(步骤P100)；
接着，接受车身车速信号(步骤P105)；
然后，判断车速是否大于安全车速20km/h(步骤P110)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则判断SBR信号是否指示有人乘坐(步骤P115)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则判断记忆信息处理器320获得的角度监测信息是否超过其中预设的靠背安全位置角度(步骤P120)，若否，则再次返回步骤P105，若是，则启动声音报警机构进行报警5s(可根据客户需求通过编程方式设置其他数值的报警时间)(步骤P230)；
接着，再次接受车身车速信号(步骤P170)；
然后，再次判断车速是否大于安全车速20km/h(步骤P175)，若否，则使声音报警机构停止报警(步骤P235)，然后再次返回步骤P105，若是，则再次判断SBR信号是否有人乘坐(步骤P180)，若否，则执行步骤P235，然后再次返回步骤P105，若是，则再次判断记忆信息处理器320获得的角度监测信息(该角度监测信息实际上是电机内部转动圈数)是否超过其中预设的靠背安全位置角度(该预设的角度信息实际上也为电机转动圈数)(步骤P185)，若否，则执行步骤P235，然后再次返回步骤P105，若是，则控制驱动电机调节靠背角度直至到达预设的靠背安全位置角度后停止驱动电机(步骤P240)，然后返回步骤P235，再返回步骤P105。
由此可见，本发明能够适用于任何目前的座椅系统。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种汽车安全座椅系统，其包括安装在车身上的座椅骨架，该座椅骨架包括坐盆部分以及通过转轴机构可相对于该坐盆部分转动的靠背部分，其特征在于，所述系统还包括：
一安装在所述座椅骨架上的声音报警机构；
一用于监测所述靠背部分相对于所述坐盆部分的转动角度的靠背角度监测机构；以及
一座椅控制模块，其接收并根据所述靠背角度监测机构输出的角度监测信息、从安装在所述车身上的SBR传感器输出的SBR信号以及从安装在所述车身上的车速传感器输出的车身车速信号，向所述声音报警机构输出相应的启动报警信号或停止报警信号。
2.根据权利要求1所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述座椅控制模块包括：
一中央处理单元，其通过一CAN总线单元接收所述车身车速信号，并将该车身车速信号与预设的安全车速比较，根据比较结果接收所述角度监测信息以及所述SBR信号，并输出相应的控制信号；以及
一与所述中央处理单元连接的驱动单元，其根据所述控制信号向所述声音报警机构输出所述启动报警信号或所述停止报警信号。
3.根据权利要求1所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述系统还包括用于驱动所述靠背部分相对于所述坐盆部分转动的驱动电机；所述座椅控制模块还配置为：根据所述角度监测信息、所述SBR信号以及所述车身车速信号，向所述驱动电机输出相应的电机驱动信号或电机停止信号。
4.根据权利要求3所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述控制模块包括：
一中央处理单元，其通过一CAN总线单元接收所述车身车速信号，并将该车身车速信号与预设的安全车速比较，根据比较结果接收所述角度监测信息以及所述SBR信号，输出相应的控制信号；以及
一与所述中央处理单元连接的驱动单元，其根据所述控制信号向所述声音报警机构输出所述启动报警信号或所述停止报警信号，并向所述驱动电机输出所述电机驱动信号或所述电机停止信号。
5.根据权利要求2或4所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述座椅控制模块还包括：一连接在所述中央处理单元与所述驱动单元之间的I/O单元，且所述靠背角度监测机构以及所述SBR传感器均通过所述I/O单元与所述中央处理单元连接。
6.根据权利要求2或4所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述座椅控制模块还包括：一与外围的车身电源连接以向所述中央处理单元以及所述驱动单元供电的电源管理单元。
7.根据权利要求1所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述声音报警机构包括一安装在所述坐盆部分上的发声装置。
8.根据权利要求1所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述声音报警机构包括一与所述车身自带的中控台发声器连接的音频信号发生器。
9.根据权利要求1或3所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述靠背角度监测机构包括一安装在所述转轴机构上的限位开关。
10.根据权利要求3所述的汽车安全座椅系统，其特征在于，所述靠背角度监测机构包括一安装在所述座椅骨架上的记忆信息处理器，其中记录有预设的靠背安全位置角度信息。
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