CN105730286A - 汽车动态座椅自适应调节方法及系统 - Google Patents
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Abstract
汽车动态座椅自适应调节方法及系统，属于汽车电子控制领域，用于解决汽车在动态行驶过程中，突然的加速、刹车和转弯等形式状态给乘客造成的不适应的问题，技术要点是：实时检测汽车行驶状态，并在汽车达到某一行驶状态时，随动调整座椅以适应汽车当前行驶状态，并于该行驶状态释放时，座椅调整部分回位。效果是：本发明所述的汽车动态座椅自适应调节方法，具有动态舒适性：结合汽车在动态驾驶过程中，乘客乘坐的座椅出现的后仰推背、身体前倾、向外甩的现象，通过自适应调节座椅，以克服上述现象而提升乘坐舒适性。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子控制领域，涉及一种汽车动态座椅自适应调节方法。
背景技术
随着汽车自动化的快速发展，汽车座椅调节有人工调节发展为电动调节，并且带有座椅记忆功能，可实现多向调节，例如座椅前后调节、腿部调节、背部调节、腰部支撑调节等，座椅调整方向越多，驾驶员就能更好的找到适合自己的驾驶姿态，减轻驾驶疲劳。
坐车的人会发现，汽车在突然加速行驶和紧急刹车制动时，坐在车内的乘客由于惯性的原因，会出现身体后仰(加速行驶时)和身体前倾(减速行驶时)，遇到紧急的交通情况实时加速或者减速时可能情况更为明显。同样，汽车在弯道转向时，由于汽车有一定的速度原因，会产生一定的离心力作用，车内的乘客会远离弯道内侧的方向倾斜身体，就是通常我们所说的有一种即将要被甩出去的感觉，以上这些情况都是汽车在动态情况下经常出现的一些现象，这些现象直接会影响驾驶员或者乘客在驾驶过程中的舒适度，甚至在某些特殊紧急情况下，会危及到生命安全，结合现在自动驾驶技术的快速发展，这些动态驾驶过程中出现的现象也必须应当纳入到汽车驾驶的舒适性和安全性课题中。
发明内容
为了解决汽车在动态行驶过程中，突然的加速、刹车和转弯等形式状态给乘客造成的不适应的问题，本发明提出了汽车动态座椅自适应调节方法，以调整座椅，动态适应不同驾驶状态。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种汽车动态座椅自适应调节方法，实时检测汽车行驶状态，并在汽车达到某一行驶状态时，随动调整座椅以适应汽车当前行驶状态，并于该行驶状态释放时，座椅调整部分回位。
一种汽车动态座椅自适应调节系统，包括传感器序列，所述传感器序列实时采集监测汽车行驶状态的数据，将采集的所述数据返回至对应的运算模块，各运算模块根据采集数据运算得到汽车行驶状态和座椅调节数据，并将座椅调节数据发送至座椅调节控制模块，座椅调节控制模块输出调节控制信息至座椅调节执行机构，并由执行结构根据调节控制信息对座椅进行调节适应当前车辆行驶状态。
有益效果：本发明所述的汽车动态座椅自适应调节方法，具有动态舒适性：结合汽车在动态驾驶过程中，乘客乘坐的座椅出现的后仰推背、身体前倾、向外甩的现象，通过自适应调节座椅，以克服上述现象而提升乘坐舒适性；该方法还提高了安全性：在交通紧急情况，通过自适应调节座椅，也可减轻事故带来的伤害；该方法还提高了自动化程度：结合传感技术和控制器，分析计算并控制执行机构，都是自动完成，符合自动驾驶发展的方向和需求。
附图说明
图1为本发明实施例的所述系统的结构示意框图。
具体实施方式
实施例1:汽车动态座椅自适应调节方法，实时检测汽车行驶状态，并在汽车达到某一行驶状态时，随动调整座椅以适应汽车当前行驶状态，并于该行驶状态释放时，座椅调整部分回位。
实施例2:作为实施例1的优选方案，本实施例记载了一种紧急制动行驶状态时，座椅的随动调整方案，具体是：雷达监测前车与本车的相对速度和距离，并以此判断车辆是否处于紧急制动行驶状态，制动系统控制模块会根据设定的相对车速和设定的安全距离来判断是否实施制动刹车，即是否处于紧急制动行驶状态，在车辆处于紧急制动行驶状态时，计算得到适应的座椅腿部高度，制动系统控制模块会根据雷达传感器检测到相对车速和距离实施0-100％不同刹车幅度，原理与现有的自适应巡航技术相似，同时制动系统会将实时的刹车幅度值转化传送至座椅调节控制模块，依据算法H1(座椅腿部高度)＝2*a(刹车幅度百分比值)，控制座椅腿部模块升高距离在0-2cm随刹车幅度线性变化，并由执行机构调节座椅腿部至所述高度，并于紧急制动释放时使座椅腿部回位。紧急制动释放是：车辆通过减速，与前车距离达到安全距离之后，制动系统控制模块发出释放刹车指令，同时将指令转化传送至座椅调节控制模块，控制座椅回位。
实施例3：作为实施例1的优选方案，或者具有与实施例2相同的技术方案，更为具体的是，本实施例记载了一种突然加速行驶状态时，座椅的随动调整方案。节气门位置传感器检测电子节气门开度的变化量，并以此判断车辆是否处于突然加速行驶状态，通常所说的油门即为电子节气门开度，为百分比值，节气门开度增加，进气量增大，发动机转速提升，车辆加速行驶，控制节气门控制单元控制节气门开度，节气门开度增加，可判断汽车加速行驶，在车辆处于突然加速行驶状态时，计算得到适应的座椅靠背向后移动距离，节气门控制单元控制节气门开度在0-100％幅度值之间变化，实现车辆全力加速，同时节气门控制单元将指令转化传送至座椅调节控制模块，依据算法H2(座椅靠背向后调节距离)＝1*b(节气门开度百分比幅度值，控制座椅靠背向后调节距离在0-1cm之间随节气门开度百分比值线性变化，并由执行机构向后调节座椅靠背至所述移动距离的位置，并于突然加速行驶释放时使座椅靠背回位。突然加速行驶释放是：节气门控制模块发送指令控制节气门开度恢复初始位置,节气门开度最小，进气量最小，发动机转速最低，从而实现车辆加速行驶释放，同时将指令转化发送至座椅调节控制模块，控制座椅靠背回位。
实施例4：作为实施例1的优选方案，或者具有与实施例2或3相同的技术方案，更为具体的是，本实施例记载了一种转弯行驶状态时，座椅的随动调整方案。横向加速度传感器、方向盘转角传感器以及轮速传感器检测的转弯时的方向、转弯角度、速度信息，并以此判断车辆是否处于转弯行驶状态，在车辆处于转弯行驶状态时，横向加速度传感器检测汽车转弯时的离心力大小，方向盘转角传感器检测汽车转向角度和方向，车身稳定控制模块由此可根据传感器实时传递的检测信号判断出车辆处于转弯行驶状态，安装于座椅底座左右两侧的电动举升机构根据车辆弯道转向时不同的方向、转弯角度、速度，使其中与转弯反向一侧的举升机构的升起一高度，汽车直线行驶时，横向加速度传感器处于静态值2.5V,汽车转弯行驶时，横向加速度根据左右转向对应正负电压变化，每1V对应1g的加速度变化，相应的座椅调节控制模块依据横向加速度传感器电压信号变化值，依据算法H3(座椅底座单侧举升机升高高度)＝1*c(横向加速度传感器电压变化值)/1V，举升高度在0-2cm之间随横向加速度传递电压信号的变化值线性变化，但最高举升高度为2cm，座椅整体结构略微向弯道内侧偏斜，并于转弯行驶释放时，该举升机构回位。转弯行驶释放是：汽车由转弯行驶恢复到直线行驶状态时，横向加速度传感器检测值恢复到静态初始值2.5V,车身稳定控制模块将该指令转化传送至座椅调节控制模块，控制座椅底座举升机构回位。
实施例5:一种汽车动态座椅自适应调节系统，包括传感器序列，所述传感器序列实时采集监测汽车行驶状态的数据，将采集的所述数据返回至对应的运算模块，各运算模块根据采集数据运算得到汽车行驶状态和座椅调节数据，并将座椅调节数据发送至座椅调节控制模块，座椅调节控制模块输出调节控制信息至座椅调节执行机构，并由执行结构根据调节控制信息对座椅进行调节适应当前车辆行驶状态。优选的，所述系统，用以执行实施例1的方法。
实施例6:作为实施例5的优选方案，更为具体的是：所述传感器序列包括：雷达传感器，检测前车与本车的相对速度和距离；节气门位置传感器，检测节气门开度；横向加速度传感器，检测汽车横向加速度；汽车转角传感器，检测汽车转向角度；轮速传感器，检测车速；
所述运算模块包括：制动系统运算模块，运算处理车速和车距信息，将状态判断结果和调节指令传送至座椅调节控制模块；节气门运算模块，运算处理节气门开度信息，将状态判断结果和调节指令传送至座椅调节控制模块；车身稳定运算模块，运算处理横向加速度信息、转角信息、车速信息，将状态判断结果和调节指令传送至座椅调节控制模块；
座椅调节控制模块：接收上述各运算模块的调节指令，发出控制指令至座椅调节执行机构，由执行机构动态调节座椅的腿部高度、向后移动距离和举升机构升起高度。
优选的，本实施例的系统用于执行实施例2-4的方法。
实施例7:具有与实施例6相同的技术方案，更为具体的是：所述执行机构动态调节座椅的举升机构升起，包含调节两侧举升机构中的那一侧的举升机构升起及调节其升起高度。
实施例8:具有与实施例7相同的技术方案，更为具体的是：所述执行机构包括：控制座椅腿部上升或下降的电机、控制座椅靠背前后移动的电机、控制举升机构升起和下降的电机。
实施例9:具有与实施例8相同的技术方案，更为具体的是：所述举升机构安装在座椅底座两侧。
实施例10：具有与实施例9相同的技术方案，更为具体的是：所述各运算模块运算得到当前行驶状态释放时，输出控制指令至座椅调节控制模块，并由座椅调节控制模块控制执行机构使得座椅的腿部、靠背和举升机构回位。
实施例11:实施例6-10中所述的系统用于执行实施例2-4中所述的方法。
实施例12:本实施例针对背景技术所述出现的现象或者技术上的缺陷，结合当前自动驾驶技术快速发展和需求，提出了一种汽车动态座椅自适应调节系统，，用于提升汽车在自动驾驶过程中的舒适性、可靠性和安全性；
所述汽车动态座椅自适应调节系统结合实际工况和驾驶员操作，实现动态的座椅调节，发明目的是：
1.车辆在加速行驶时，通过随动调节座椅，减弱或者消除乘客身体后仰推背的现象，提升乘车舒适性和安全性；
2.车辆在减速行驶或者紧急制动时，通过随动调节座椅，减弱或者消除乘客身体前倾的现象，提升乘车舒适性和安全性；
3.车辆在弯道行驶时，通过随动调节座椅，减弱或者消除乘客身体“向外甩”的离心力现象，提升乘车舒适性和安全性；
为此，本实施例的技术方案是：汽车动态座椅自适应调节系统，包括以下零部件：雷达传感器：检测前车相对速度和车距；节气门位置传感器：检测节气门开度；横向加速度传感器：检测汽车横向加速度；横摆角速度传感器：检测汽车横摆角速度；汽车转角传感器：检测汽车转向角度；轮速传感器：检测车速；制动系统控制模块：原车控制模块，运算处理车速和车距信息，将结果指令传送至座椅调节控制模块；节气门控制模块：原车控制模块，运算处理节气门开度信息，将结果指令传送至座椅调节控制模块；车身稳定控制模块：原车控制模块，运算处理横向加速度信息、横摆角信息、转角信息、车速信息，将结果指令传送至座椅调节控制模块；座椅调节控制模块：控制座椅调节执行机构，实现动态调节。
本系统的使用过程中，在减速或紧急制动情况：通过雷达监测车辆相对速度和车距时，可判断车辆即将进入主动刹车状态，于此同时，雷达将检测到的数据信息通过制动系统控制模块(原车)传送至汽车座椅控制模块(原车)，通过计算对比分析，依据不同的刹车幅度，汽车在实施自动刹车时，同时控制座椅腿部调节模块升高的高度也不同(当车速高于20km/h系统启用),自动刹车释放时，座椅腿部调节模块自动回位，这样就会增大座椅垫与乘客之间的摩擦力，消除或减弱乘客由于刹车时的惯性向前滑出的现象。
在加速行驶情况：通过传感器检测电子节气门开度的变化量，根据节气门开度也就是油门大小，将信息数据传送至汽车座椅控制模块(原车)，通过计算对比分析，汽车在突然加速行驶时，同时控制座椅背部调节模块向后略微调动(当车速高于20km/h系统启用)，减弱加速时“推背”的现象。
在弯道行驶情况：车身稳定控制模块(原车)通过横向加速度传感器、横摆角速度传感器、方向盘转角传感器以及轮速传感器检测的的信息，计算分析处理后，传送至座椅控制模块(原车)，控制安装于座椅底座左右两侧电动举升机构根据车辆弯道转向时不同的方向、大小、速度，驱动控制单独一侧的举升机构的升降高度不同(当车速高于20km/h系统启用),例如，当车辆左向快速转弯时，系统可自动控制座椅底座右侧举升机构升起，使座椅整体结构略微向弯道内侧偏斜，间接减弱乘客再过弯道时由于离心力出现的向外侧甩的现象，座椅底座两侧的电动举升机构为自制安装，类似电动推杆的原理，由电机控制执行。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车动态座椅自适应调节方法，其特征在于，实时检测汽车行驶状态，并在汽车达到某一行驶状态时，随动调整座椅以适应汽车当前行驶状态，并于该行驶状态释放时，座椅调整部分回位。
2.如权利要求1所述的汽车动态座椅自适应调节方法，其特征在于，雷达监测前车与本车的相对速度和距离，并以此判断车辆是否处于紧急制动行驶状态，在车辆处于紧急制动行驶状态时，计算得到适应的座椅腿部高度，并由执行机构调节座椅腿部至所述高度，并于紧急制动释放时使座椅腿部回位。
3.如权利要求1所述的汽车动态座椅自适应调节方法，其特征在于，节气门位置传感器检测电子节气门开度的变化量，并以此判断车辆是否处于突然加速行驶状态，在车辆处于突然加速行驶状态时，计算得到适应的座椅靠背向后移动距离，并由执行机构向后调节座椅靠背至所述移动距离的位置，并于突然加速行驶释放时使座椅靠背回位。
4.如权利要求1所述的汽车动态座椅自适应调节方法，其特征在于，横向加速度传感器、方向盘转角传感器以及轮速传感器检测的转弯时的方向、转弯角度、速度信息，并以此判断车辆是否处于转弯行驶状态，在车辆处于转弯行驶状态时，安装于座椅底座左右两侧的电动举升机构根据车辆弯道转向时不同的方向、转弯角度、速度，使其中与转弯反向一侧的举升机构的升起一高度，座椅整体结构略微向弯道内侧偏斜，并于转弯行驶释放时，该举升机构回位。
5.一种汽车动态座椅自适应调节系统，其特征在于，包括传感器序列，所述传感器序列实时采集监测汽车行驶状态的数据，将采集的所述数据返回至对应的运算模块，各运算模块根据采集数据运算得到汽车行驶状态和座椅调节数据，并将座椅调节数据发送至座椅调节控制模块，座椅调节控制模块输出调节控制信息至座椅调节执行机构，并由执行结构根据调节控制信息对座椅进行调节适应当前车辆行驶状态。
6.如权利要求5所述的汽车动态座椅自适应调节系统，其特征在于，所述传感器序列包括：雷达传感器，检测前车与本车的相对速度和距离；节气门位置传感器，检测节气门开度；横向加速度传感器，检测汽车横向加速度；汽车转角传感器，检测汽车转向角度；轮速传感器，检测车速；
所述运算模块包括：制动系统运算模块，运算处理车速和车距信息，将状态判断结果和调节指令传送至座椅调节控制模块；节气门运算模块，运算处理节气门开度信息，将状态判断结果和调节指令传送至座椅调节控制模块；车身稳定运算模块，运算处理横向加速度信息、转角信息、车速信息，将状态判断结果和调节指令传送至座椅调节控制模块；
座椅调节控制模块：接收上述各运算模块的调节指令，发出控制指令至座椅调节执行机构，由执行机构动态调节座椅的腿部高度、向后移动距离和举升机构升起高度。
7.如权利要求6所述的汽车动态座椅自适应调节系统，其特征在于，所述执行机构动态调节座椅的举升机构升起，包含调节两侧举升机构中的那一侧的举升机构升起及调节其升起高度。
8.如权利要求6所述的汽车动态座椅自适应调节系统，其特征在于，所述执行机构包括：控制座椅腿部上升或下降的电机、控制座椅靠背前后移动的电机、控制举升机构升起和下降的电机。
9.如权利要求6所述的汽车动态座椅自适应调节系统，其特征在于，所述举升机构安装在座椅底座两侧。
10.如权利要求5所述的汽车动态座椅自适应调节系统，其特征在于，所述各运算模块运算得到当前行驶状态释放时，输出控制指令至座椅调节控制模块，并由座椅调节控制模块控制执行机构使得座椅的腿部、靠背和举升机构回位。
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