CN109515268B - 一种自适应囊式座椅减振系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应囊式座椅减振系统及方法，属于汽车配件技术领域。本发明提供的自适应囊式座椅减振系统，包括：囊式座椅，所述座椅固定于车身，所述囊设置于所述座椅的表层之下；压力传感器，用于检测所述囊内压力大小；加速度传感器，用于采集车身加速度信号；增压装置，用于增加所述囊内压力；减压装置，用于减少所述囊内压力；控制器，用于接收所述加速度传感器的信号，根据所述信号判断是否使用增压装置对所述囊进行增压，和/或是否使用减压装置对所述囊进行减压。本发明能够满足环保、自适应车况的要求。

Description

一种自适应囊式座椅减振系统及方法
技术领域
本发明属于汽车配件技术领域，具体涉及一种自适应囊式座椅减振系统及方法。
背景技术
目前大巴客车座椅存在如下缺陷：
1，座椅为棉质座椅，长途旅程乘坐存在臀部酸疼，人体舒适度感知较差；
2，由于座椅的支撑结构与整车钢梁架结构通过螺栓直接硬性固定，原有大巴客车座椅在遇到路面颠簸或者其他恶劣路况下，人体出现直接感知路面传递至车身架的振动，引起乘车人疲劳；
3，座椅只能调节人体的背躺角度，而无法自适应调节人体的乘坐高度；
4，座椅内部多为多孔化学泡沫材料填充，不环保。在暴晒停置多天的大巴车内化学气味较浓烈，易引起晕车现象以及对人体造成不同程度的伤害，同时填充的多孔化学泡沫材料在车内高温、靠窗高紫外线环境下容易老化，加快座椅系统老化速度。
发明内容
本发明目的是提供一种环保、自适应车况的座椅减振系统及方法。
具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的。
一方面，本发明提供一种自适应囊式座椅减振系统，包括：
囊式座椅，所述座椅固定于车身，所述囊设置于所述座椅的表层之下；
压力传感器，用于检测所述囊内压力大小；
加速度传感器，用于采集车身加速度信号；
增压装置，用于增加所述囊内压力；
减压装置，用于减少所述囊内压力；
控制器，用于接收所述加速度传感器的信号，根据所述信号判断是否使用增压装置对所述囊进行增压，和/或是否使用减压装置对所述囊进行减压；当车况较差时，减压装置动作进行部分泄压，当车况较好时，增压装置动作进行部分增压；所述控制器接收所述高度传感器的信号，控制器接收囊内压力和座椅的高度反馈信号；根据囊内压力、座椅的高度，负反馈微调囊内压力；
所述增压装置、减压装置与储液罐连接；所述减压装置通过将囊内液体排入所述储液罐的方式，减少囊内压力；所述增压装置通过将储液罐内液体排入囊内的方式，增加囊内压力；所述储液罐置于车架底部。
进一步而言，所述减压装置为单向泄压阀。
又一方面，本发明提供一种自适应囊式座椅减振方法，采用上述自适应囊式座椅减振系统实现，包括：
接收汽车加速度随机谱振动信号；
判断是否需要增加或减少囊内压力；
控制增压装置增加囊内压力或控制减压装置减少囊内压力。
再一方面，本发明提供一种自适应囊式座椅减振方法，采用上述自适应囊式座椅减振系统实现，包括：
接收座椅上压力信号；
判断所述压力信号是否超过指定的阈值，若是，则控制增压装置增加囊内压力，若否，则控制减压装置降低囊内压力或不动作。
本发明的有益效果如下：本发明的自适应囊式座椅减振系统及方法，改善了座椅系统的人机交互环境，优化传递至人体的振动烈度，提高人体乘车舒适度；同时借助了气囊或液压囊，增大了人体臀部与座椅底座的接触面积，减小了臀部表面压力，改善臀部酸痛现象；并且依托增压泵和阀门流量控制阀控制的内部压力大小，局部调整座椅底座高度，从而抬高人体乘坐高度。
自适应囊式座椅减振系统内部采用液态物质或者空气，环保，并且囊的材料为天然橡胶，抗老化效果较好。
自适应囊式座椅减振系统内部采用液态物质时，可在抵达目的地或者长久驻车下将囊中的液态物质集中于车身底架的储存器中，同时便于系统管理及维修更换，减小囊的疲劳，改善使用寿命。
自适应囊式座椅减振系统内部采用空气时，可在抵达目的地或者长久驻车下将囊中的气体排放进大气中，同时行车过程中由于内部为空气物质，达到了整车轻量化的目的，提高了整车续航能力，同时便于系统管理及维修更换，减小囊式系统的疲劳，改善使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例1的自适应囊式座椅减振系统组成示意图。
图2是本发明实施例1的座椅在客车上结构示意图。
图3是本发明实施例2的自适应囊式座椅减振系统组成示意图。
图中的标号：1-皮质座椅层，2-可折叠式储器囊，3-压力传感器，4-高度传感器，5-电动打气泵，51-电动增压泵，6-储液罐，7-泄压单向阀，8-控制器，9-加速度传感器。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本发明的一个实施例，为一种自适应囊式座椅减振系统，其中囊中装有空气。
如图1所示，本发明的自适应囊式座椅减振系统包括。
在行车控制方案中路面不平整度信号通过底盘悬架系统传递至全承载式车身，加速度传感器9采集到路面加速度随机谱振动信号，进入算法控制器，判定可折叠式储器囊2中增压还是泄压，具体逻辑如下：当车况较差(例如乡间鹅卵石颠簸、凹坑颠簸、单轮轮跳、双轮轮跳，当路面加速度随机谱振动频率在0～200Hz时，路面加速度均方根值大于0.953g，此时判断为车况较差)时，泄压单向阀7动作进行部分泄压，当车况较好(城市低速行驶、国道高速平稳行驶、匀速行驶)时，电动打气泵5动作进行部分增压。进行座椅高度调整时，通过高度传感器4以及压力传感器3判定囊内气压以及座椅高度，并反馈信号于算法控制器，进行进一步的优化调整，算法控制器根据囊内气压值、座椅高度，负反馈微调充气量，保证针对囊内气压值、座椅高度控制形成为闭环控制。
在驻车控制方案中，可通过泄压单向阀7动作，进行囊内气压泄压，同时可根据各座椅有无乘客乘坐，进行各系统并联独立控制。并联是指各个座椅的泄压系统共用一套泄压气路，可以实现在有无乘客情况下的进行各系统的独立泄压控制。例如，客车车内48个乘客座椅，座椅下48个气囊，48套气囊泄压系统(带独立的泄压单向阀)共用一套泄压气路。而如果采用串联系统，则全体气囊都泄压，不能实现对各气囊泄压系统独立控制，且控制的可靠性不如并联方式。当某座椅有乘客时，压力传感器3接受到外部压力超过一定的阈值(例如在客车承载中对乘客标准体重上限规定为65kg/人，则可以根据乘客上限体重65kg设定压力阈值)，反馈信号于控制器8，控制器8输出指令控制电动打气泵5动作，进行对应座椅的增压控制，当其他座椅无乘客时，压力传感器3接受到外部压力低于一定的阈值，反馈信号于控制器8，控制器8输出指令控制泄压单向阀7动作或者不动作状态。
正常状态下空载状态下座椅内部气压为2bar，根据P*V＝常量，其中，P为座椅内部压力，V为气囊体积。当有人负载下，气囊体积受到压缩，座椅气囊内部压力上升，并通过压力传感器3采集到压力信号，即不同人体体重等效的压力信息。该座椅系统可根据压力传感器3接受到的不同人体体重等效的压力信息(压力信号幅值)，采集到的相应的压力信号幅值，判断该压力信号幅值与预先设定的阈值进行比较，对充气量进行相应的补充。采用这种方式，座椅系统具有很强的自适应性。
自适应气压的的空气气囊控制及其座椅系统可在客车上实现南北方通用型。
实施例2：
本发明的另一个实施例，为一种自适应囊式座椅减振系统，其中囊中装有液体。
如图1所示，本发明的自适应囊式座椅减振系统包括。
该方案同上方案的最大区别在于增加了一个储液装置：储液罐6，进行泄压以及增压下的液体回收以及再利用，同时储液装置位于车架底部可降低整车重心，改善整车操作稳定性，液体物质可以为水或者防冻液等自适应液压的液体物质。东南亚区域地处高热高湿环境，水温常年＞20℃，可以采用水，北方区域地处超低温环境，可以采用防冻液。
要理解本文所述的实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任意组合来实现。对于硬件实现方式，处理单元可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计以执行本文所述功能的其他电子单元、或其组合内实现。当以软件、固件、中间件或微代码、程序代码或代码段来实现实施例时，可以将它们存储在诸如存储组件的机器可读介质中。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (4)

1.一种自适应囊式座椅减振系统，其特征在于，包括：
囊式座椅，所述座椅固定于车身，所述囊设置于所述座椅的表层之下；
压力传感器，用于检测所述囊内压力大小；
加速度传感器，用于采集车身加速度信号；
增压装置，用于增加所述囊内压力；
减压装置，用于减少所述囊内压力；
高度传感器，用于检测所述囊式座椅的高度；
控制器，用于接收所述加速度传感器的信号，根据所述信号判断是否使用增压装置对所述囊进行增压，和/或是否使用减压装置对所述囊进行减压；当车况较差时，减压装置动作进行部分泄压，当车况较好时，增压装置动作进行部分增压；所述控制器接收所述高度传感器的信号，控制器接收囊内压力和座椅的高度反馈信号；根据囊内压力、座椅的高度，负反馈微调囊内压力；
所述增压装置、减压装置与储液罐连接；所述减压装置通过将囊内液体排入所述储液罐的方式，减少囊内压力；所述增压装置通过将储液罐内液体排入囊内的方式，增加囊内压力；所述储液罐置于车架底部。
2.如权利要求1所述的自适应囊式座椅减振系统，其特征在于，所述减压装置为单向泄压阀。
3.一种自适应囊式座椅减振方法，其特征在于，采用如权利要求1～2任一所述的自适应囊式座椅减振系统实现，包括：
接收汽车加速度随机谱振动信号；
判断是否需要增加或减少囊内压力；
控制增压装置增加囊内压力或控制减压装置减少囊内压力。
4.一种自适应囊式座椅减振方法，其特征在于，采用如权利要求1～2任一所述的自适应囊式座椅减振系统实现，包括：
接收座椅上压力信号；
判断所述压力信号是否超过指定的阈值，若是，则控制增压装置增加囊内压力，若否，则控制减压装置降低囊内压力或不动作。
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