CN110116660A - 车辆座椅 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆座椅，其能够在车辆转弯期间根据因就座乘员而异的就座乘员身体各自的左右宽度以适应性方式稳定地支撑就座乘员的臀部。车辆座椅包括：座椅垫(2)，该座椅垫具有座椅表面(8)并且构造成从下方支撑就座乘员的臀部；以及左右一对侧支撑件(9、9)，这一对侧支撑件设置在座椅表面的左右两侧，这一对侧支撑件向上凸出成高于座椅表面，并允许从任一侧横向支撑就座乘员的臀部。左右一对侧支撑件(9、9)中的每一者均可相对于座椅表面在左右方向上单独移动。在车辆转弯期间，侧支撑件中位于转弯外侧的一者向内移动，以便从转弯外侧支撑就座乘员的臀部。当车辆转弯完成时，移动过的侧支撑件返回其原始位置。

Description

车辆座椅
技术领域
本公开涉及一种能够在车辆转弯期间稳定地支撑就座乘员的车辆座椅。
背景技术
在交叉路口或蜿蜒道路处转弯期间的车辆中，惯性力作用在就座乘员的身体上。当身体由于这种惯性力而不稳定时，就座的乘员会乘坐地不舒服。特别地，当驾驶员的身体不稳定时，驾驶员需要更加注意驾驶操作，这使得难以舒适乘坐。出于这个原因，现有技术提出了构造成在车辆转弯期间稳定地支撑就座乘员的各种座椅结构。
例如，专利文献1和2教导了这样的座椅结构，这些座椅结构构造成使得座椅垫的侧支撑件竖直地滑动移动或者绕沿着左右方向延伸的相应轴线上下旋转以适当地支撑就座的乘员。专利文献3公开了这样一种座椅结构，其中在车辆转弯期间侧支撑件绕相应轴线在前后方向(纵向方向)上旋转，以支撑车辆中的就座乘员。专利文献4公开了这样一种结构，该结构构造成在车辆转弯期间通过改变座椅靠背朝向转弯方向的取向来适当地支撑就座乘员。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JPS60-97633U
专利文献2：JPS60-97634U
专利文献3：JP2004-042792A
专利文献4：WO2015/037600A1
在专利文献1和2的座椅结构中，因为它们的宽度(也就是说，右侧支撑件和左侧支撑件之间在左右方向上的长度)是恒定的，所以它们的座椅结构不能根据因就座乘员而异的就座乘员身体各自的左右宽度以适应性方式适当地支撑就座乘员。在专利文献3的座椅结构中，尽管侧支撑件的自由端能向上移动，使得在车辆转弯期间自由端变得彼此靠近，但是侧支撑件的旋转轴之间的距离是恒定的，因此座椅结构不能根据因就座乘员而异的就座乘员身体各自的左右宽度以适应性方式适当地支撑就座乘员。而且，专利文献4中公开的座椅结构在车辆转弯期间不能稳定地支撑就座乘员的臀部。
发明内容
本发明是鉴于现有技术的这些问题而做出的，并且本发明的主要目的在于提供这样一种车辆座椅，该车辆座椅能够在车辆转弯期间根据因就座乘员而异的就座乘员身体各自的左右宽度以适应性方式稳定地支撑就座乘员的臀部。此外，在本发明的至少一些实施方式中，除了主要目的之外，本发明的一个目的是提供这样一种车辆座椅，其能够减少车辆转弯期间驾驶员操作状况变化的不利影响。
根据本发明的至少一些实施方式，一种车辆座椅(1)，该车辆座椅包括：座椅垫(2)，该座椅垫包括座椅表面(8)以及左右一对侧支撑件(9、9)，该座椅表面用于从下方支撑就座乘员的臀部，所述左右一对侧支撑件设置在所述座椅表面的左侧和右侧，其中，所述左右一对侧支撑件向上凸出成高于所述座椅表面并允许从任一侧横向支撑就座乘员的臀部，并且所述左右一对侧支撑件中的每一者均能相对于所述座椅表面在左右方向上单独移动；座椅靠背(3)，该座椅靠背联接到所述座椅垫的后端；第一驱动机构(11)，该第一驱动机构构造成使所述左右一对侧支撑件中的每一者在所述左右方向上单独移动；以及控制单元(12)，该控制单元构造成控制所述第一驱动机构，使得在车辆转弯期间，所述左右一对侧支撑件中位于转弯外侧的一者向内移动，并且当车辆转弯完成时，移动过的侧支撑件返回其原始位置。
在该构造中，左右一对侧支撑件可在左右方向上移动，并且允许根据因就座乘员而异的就座乘员身体各自的左右宽度以适应性方式移位，并因此在车辆转弯期间被惯性力推动的就座乘员的臀部能从转弯外侧被稳定地支撑在适当的位置。如果在车辆转弯期间左右一对侧支撑件彼此联合地向内移动，则支撑件将过度地按压就座乘员的臀部，从而给就座乘员带来不舒服的感觉。然而，在根据本实施方式的车辆座椅中，因为左右一对侧支撑件中的每一者均可以在左右方向上单独地移动，并且仅位于转弯外侧的那一个侧支撑件能向内移动，所以车辆座椅能抑制位于转弯内侧的内侧支撑件的移动，从而避免给就座乘员带来不舒服的感觉。
根据本发明的至少一些实施方式，具有上述构造的车辆座椅的进一步特征在于，所述车辆座椅是驾驶员座椅，其中，所述座椅靠背具有中央折叠结构，该中央折叠结构具有下部(22)以及构造成支撑就座乘员的胸部的上部(21)，其中，设置有第二驱动机构(26)以使所述上部相对于所述下部向前和向后倾斜，并且其中，所述控制单元构造成控制所述第二驱动机构，使得在车辆转弯期间，所述上部向前倾斜，并且当车辆转弯完成时，倾斜过的所述上部返回其原始位置。
在车辆转弯期间，由于转弯引起的惯性力，就座乘员的上身倾向于以臀部作为支点向右或向左倚靠，导致就座乘员的上身远离方向盘。在这种构造中，因为座椅靠背(3)的上部(23)构造成向前倾斜，所以车辆座椅能减小从驾驶员到方向盘的距离的变化，从而减少距离变化对驾驶员操作的不利影响以减轻驾驶员的负担。
根据本发明的至少一些实施方式，具有上述任一构造的车辆座椅的进一步特征在于，所述左右一对侧支撑件设置有相应的压力传感器(28)，用于分别检测和测量就座乘员与右侧支撑件和左侧支撑件之间的压力(Ps)，并且其中，所述控制单元构造成使得在车辆转弯期间，所述左右一对侧支撑件中的一者向内移动，直到由移动过的侧支撑件中设置的相应的一个压力传感器测量的压力变得等于或大于预定的压力值(P2)。
在这种构造中，因为侧支撑件的位置是基于就座乘员和侧支撑件之间的压力确定的，所以车辆座椅能够避免侧支撑件过度地按压就座乘员，从而为就座乘员带来不舒服的感觉。
根据本发明的至少一些实施方式，具有上述任一构造的车辆座椅的进一步特征在于，所述第一驱动机构包括：拉伸螺旋弹簧(13)，每个拉伸螺旋弹簧的一端固定到所述座椅表面，另一端固定到所述左右一对侧支撑件中的任一侧支撑件；以及袋部分(14)，该袋部分分别布置在所述座椅表面和所述侧支撑件之间，其中所述袋部分能够借助空气压力在所述左右方向上扩展和收缩，或者在所述座椅表面和所述左右一对侧支撑件之间分别布置有弹性主体(18)。
在这些构造中，因为设置了袋部分或弹性主体，在座椅表面和所述左右一对侧支撑件之间没有形成间隙，所以车辆座椅(1)的外观得到改善。
因此，本发明提供了一种车辆座椅，其能够在车辆转弯期间根据因就座乘员而异的就座乘员身体各自的左右宽度以适应性方式稳定地支撑就座乘员的臀部。此外，在本发明的一些实施方式中，除了上述效果之外，本发明还提供了这样一种车辆座椅，其能够减少车辆转弯期间驾驶员操作状况变化的不利影响。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施方式的座椅的立体图；
图2是根据本发明的实施方式的座椅的座椅垫的剖视图；
图3是根据本发明的实施方式的座椅的座椅垫的剖视图；
图4是根据本发明的实施方式的座椅的座椅垫的放大剖视图；
图5是根据本发明的实施方式的变型的座椅的座椅垫的放大剖视图；
图6是根据本发明的实施方式的座椅的座椅靠背的剖视图；
图7是根据本发明的实施方式的座椅的框图；以及
图8是示出根据本发明的实施方式的座椅的控制程序的流程图。
词汇表
1 车辆座椅
2 座椅垫
3 座椅靠背
8 座椅表面
9 侧支撑件
10、10a 侧支撑件致动器
11 第一驱动机构
12 控制单元
13 拉伸螺旋弹簧
14 袋部分
18 弹性主体
21 胸部
22 下部
23 上部
26 第二驱动机构
28 侧支撑件压力传感器
具体实施方式
下面参考附图描述根据本发明的实施方式的车辆座椅1。在以下描述中，“前”、“后”、“右”、“左”、“上”和“下”的表述分别指车辆的前、后、右、左、上和下方向。
如图1中所示，车辆座椅1包括：座椅垫2，该座椅垫构造成支撑就座乘员的臀部；座椅靠背3，该座椅靠背联接到座椅垫2的后端并且构造成支撑就座乘员的背部；以及头枕4，该头枕联接到座椅靠背3的上端并且构造成支撑就座乘员的头部。每个元件均主要包括：框架5；衬垫材料6，框架5设置在衬垫材料6中；以及座椅蒙皮材料7，该座椅表皮材料用于覆盖衬垫材料6(参见图2)。车辆座椅1是驾驶员座椅。
图2和图3是从后方观察的座椅垫2的剖视图，还示出了就座乘员的臀部。如图2中所示，座椅垫2包括：座椅表面8，该座椅表面位于左右方向上的中央部分并且构造成支撑就座乘员的臀部；以及左右一对侧支撑件9、9，所述左右一对侧支撑件设置在座椅表面8的左侧和右侧并且从座椅表面8向上凸出，以允许从任一侧横向支撑就座乘员的臀部，并且左右一对侧支撑件9、9中的每一者均能相对于座椅表面8在左右方向上单独移动。座椅表面8和相应的侧支撑件9之间设置有侧支撑件致动器10，使得每个侧支撑件9可以相对于座椅表面8在左右方向上移动。第一驱动机构11包括左右一对侧支撑件致动器10、10，并由控制单元12(见图7)控制，所述侧支撑件致动器分别在左右方向上单独移动左右一对侧支撑件9、9使得左右一对侧支撑件9、9中的每一者均能将就座乘员的臀部支撑在适当的位置。图3示出了左侧支撑件致动器10处于与图2所示状态不同的状态，其中左侧支撑件致动器向内侧(向座椅表面8侧)移位。座椅表面8和左右一对侧支撑件9、9主要由它们的衬垫材料6以及它们的座椅蒙皮材料7构成，相应的框架5作为相应的骨架设置在衬垫材料6中，并且座椅蒙皮材料7用于覆盖相应的衬垫材料6。
图4是从后方观察的座椅垫2的左侧的放大剖视图。如图4中所示，侧支撑件致动器10包括：拉伸螺旋弹簧13，该拉伸螺旋弹簧在左右方向上延伸，并且其一端联接到框架5，另一端联接到侧支撑件9；袋部分14，该袋部分布置在座椅表面8和侧支撑件9之间并能够借助空气压力在左右方向上扩展和收缩；以及空气压力控制器(未示出)，该空气压力控制器用于向袋部分14注入空气并从袋部分14排出空气。优选地，袋部分14的上表面、下表面、前表面和后表面形成波纹管形状，以便可在左右方向上大幅扩展和收缩。当空气注入到袋部分14时，袋部分14克服拉伸螺旋弹簧13的弹簧力而扩展，并且侧支撑件9向外(也就是说，远离座椅表面8)移动(见图2)。当从袋部分14排出空气时，袋部分14由于拉伸螺旋弹簧13的弹簧力而收缩，并且侧支撑件9向内(也就是说，朝向座椅表面8)移动(见图3)。
图5是从后方观察的座椅垫2的左侧的放大剖视图，并且还示出了根据该实施方式的变型的侧支撑件致动器10a。侧支撑件致动器10a具有：螺母15，该螺母固定到座椅表面8的框架5；进给螺杆16，该进给螺杆沿左右方向延伸并由侧支撑件9轴向支撑并且构造成拧入到螺母15中；以及电动马达17，该电动马达固定到侧支撑件9的框架5并且构造成使进给螺杆16绕其轴线旋转。当电动马达17被致动以使进给螺杆16绕轴线在一个方向上旋转时，进给螺杆16相对于螺母15向外移动，从而使侧支撑件9向外移动。当进给螺杆16沿相反方向旋转时，进给螺杆16相对于螺母15向内移动，从而使侧支撑件9向内移动。螺母15可以固定到侧支撑件9的框架5，并且进给螺杆16可以由座椅表面8枢转地支撑，并且电动马达17可以固定到座椅表面8的框架5。在座椅表面8和侧支撑件9之间设置有诸如由聚氨酯制成的主体的弹性主体18。弹性主体18可以是平面弹性主体(例如在座椅表面8和侧支撑件9之间伸展的布)，以便将进给螺杆16与就座乘员屏蔽开。可以在第一驱动机构11中使用任何已知的合适的致动器。
图6是从左侧观察的座椅靠背3的剖视图。图6还示出了就座乘员的骨盆19、腰椎20和胸部21。如图6中所示，座椅靠背3包括：下部22，该下部支撑就座乘员的骨盆19的后部和/或腰椎20的一部分；以及上部23，该上部支撑主要支撑就座乘员的胸部21。设置在下部22中的下框架24的上端可旋转地支撑设置在上部23中的上框架25的下端，使得上框架25可绕左右方向上的轴线旋转，借此座椅靠背3具有中央折叠结构，其中上部23相对于下部22向前和向后倾斜。如图7中所示，由控制单元12控制的第二驱动机构26使得上部23相对于下部22倾斜。第二驱动机构26可以是任何已知的合适的致动器。例如，第二驱动机构26可以主要包括电动马达以及构造成与电动马达啮合并使旋转轴体旋转的减速齿轮系，或者主要包括连杆机构。
如图2至图7中所示，座椅表面8设置有就座传感器27，用于检测就座乘员的就座，并且每个侧支撑件9设置有侧支撑件压力传感器28，用于检测和测量就座乘员的臀部和侧支撑件9之间的压力Ps。座椅靠背3的上部23中设置有座椅靠背压力传感器29，用于检测就座乘员的胸部21与座椅靠背3的上部23之间的压力Pb。就座传感器27、侧支撑件压力传感器28和座椅靠背压力传感器29嵌入相应的衬垫材料6中。此外，如图7中所示，车辆设置有速度传感器30和转向角传感器31用于确定车辆是否在转弯。代替速度传感器30和转向角传感器31，可以借助诸如陀螺仪传感器之类的其他已知装置来确定车辆的转弯，或者另选地，可以基于导航系统提供的地图、当前位置、目的地有关的信息和其他信息确定车辆的转弯。
如图7中所示，用作控制第一驱动机构11和第二驱动机构26的控制单元12的ECU包括：输入接口32，该输入接口用于从传感器27至31接收数据；计算部分33，该计算部分用于进行各种操作；以及输出接口34，该输出接口用于将来自计算部分33的一个或多个指令输出到第一驱动机构和第二驱动机构。计算部分33包括：用于确定就座乘员是否就座的就座确定器35；用于确定车辆是否正在转弯的转弯确定器36；用于控制侧支撑件9的位置的侧支撑件控制器37；以及用于控制座椅靠背3的上部23的位置的座椅靠背控制器38。
接下来，参考图7和图8，将描述由控制单元12进行的控制程序，以便控制侧支撑件9和座椅靠背3的上部23。
首先，左右一对侧支撑件9、9布置在它们的原始位置处，它们的原始位置是当车辆笔直行驶或停止时右侧支撑件9和左侧支撑件9的位置(ST1至ST4)。
当作为压力传感器就座传感器27在车辆通电时检测到表示就座乘员的存在的压力时(ST1)，侧支撑件控制器37使左右侧支撑件9、9借助第一驱动机构11向内移动(ST2)。对于左侧支撑件和右侧支撑件中的每一者，当由相应的侧支撑件压力传感器28测量的就座乘员的臀部与侧支撑件之间的压力Ps达到第一预定值P1时(ST3)，侧支撑件控制器37止动侧支撑件9(ST4)，并且关于就座乘员确定侧支撑件9的原始位置。每个侧支撑件9的原始位置均可以是侧支撑件9从就座乘员的臀部和侧支撑件之间的压力Ps达到第一预定值(P1)的位置向外移动预定距离的位置。虽然手动设定座椅靠背3的上部23的原始位置，但是可以以与上述侧支撑件相同的方式自动设定上部23的原始位置。为了为就座乘员在左右方向上的身体宽度大于上次使用的就座乘员在左右方向上的身体宽度的情况做准备，左右一对侧支撑件9、9可以在ST2之前向外移动到其预定位置。
接下来，在车辆转弯期间，座椅靠背3的上部23和侧支撑件9中的位于转弯外侧的一者布置在它们的转弯位置(ST5至ST22)。
当转弯确定器36基于速度传感器30和转向角传感器31的检测结果确定车辆向右转弯时(ST5)，侧支撑件控制器37使左侧支撑件9借助左侧支撑件致动器10向内移动(ST6)。当由侧支撑件压力传感器28测量的就座乘员的臀部与左侧的侧支撑件之间的压力Ps达到第二预定值P2时(ST7)，侧支撑件控制器37止动左侧支撑件9(ST8)。此时左侧支撑件9的位置是车辆转弯期间左侧支撑件9的位置，即转弯位置。代替基于压力Ps确定转弯位置，可以基于例如从原始位置的移动距离(预定距离，或根据从车辆速度和转向角计算得出的惯性力确定的距离)确定侧支撑件9的转弯位置。优选地，在车辆向右转弯期间，右侧支撑件9至少被阻止从原始位置向内移动，以避免过度按压就座乘员的臀部。
座椅靠背控制器38使座椅靠背3的上部23借助第二驱动机构26向前倾斜(ST9)。当由座椅靠背压力传感器29测量的就座乘员的胸部21与座椅靠背3的上部23之间的压力Pb达到第三预定值P3时(ST10)，座椅靠背控制器38止动座椅靠背3的上部23(ST11)。此时座椅靠背3的上部23的位置是在车辆转弯期间座椅靠背3的上部23的位置(即，座椅靠背3的上部23的转弯位置)。代替基于压力Pb确定转弯位置，可以基于例如从原始位置的角位移(预定的角度，或者根据从车辆速度和转向角计算得出的惯性力确定的角度)确定座椅靠背3的上部23的转弯位置。尽管优选侧支撑件9从原始位置到转弯位置的移动(ST6至ST8)与座椅靠背3的上部23从原始位置到转弯位置的移动(ST9至ST11)同时进行，但是侧支撑件9可以在上部23移动到转弯位置之前或之后移动到转弯位置。
当转弯确定器36基于速度传感器30和转向角传感器31的检测结果确定车辆的转弯完成时(ST12)，侧支撑件控制器37和座椅靠背控制器38使侧支撑件9和座椅靠背3的上部23分别返回到它们的原始位置(ST13)。
当车辆向左转弯时，控制单元关于左右方向以与如上所述的车辆向右转弯的过程相反的方式控制车辆座椅(ST14至ST22)。
重复进行用于车辆转弯的控制过程(ST5至ST22)，直到通过例如关闭车辆的电力来基本完成车辆的操作(ST23)。
将描述车辆座椅1实现的效果。左右一对侧支撑件9、9可在左右方向上移动，并且左右一对侧支撑件9、9允许根据因就座乘员而异的就座乘员身体各自的左右宽度以适应性方式移位，因此在车辆转弯期间被惯性力推动的就座人员的臀部能够从转弯外侧被稳定地支撑在合适的位置。如果在车辆转弯期间左右一对侧支撑件9、9彼此联合向内移动，则支撑件将过度地按压就座乘员的臀部，从而给就座乘员带来不舒服的感觉。然而，在根据本实施方式的车辆座椅1中，因为左右一对侧支撑件9、9中的每一者均可以在左右方向上单独地移动，并且仅位于转弯外侧的那一个侧支撑件9能向内移动，所以车辆座椅能抑制位于转弯内侧的内侧支撑件9的移动，从而避免给就座乘员带来不舒服的感觉。
而且，在车辆转弯期间，即使就座乘员的臀部不移动，就座乘员的上身也由于转弯引起的惯性力向右或向左倚靠。当驾驶员的上身向右或向左倚靠时，从驾驶员到方向盘的距离增加，因此驾驶员需要根据距离的变化进行驾驶操作。在根据本实施方式的车辆座椅1中，座椅靠背3的上部23构造成在车辆转弯期间向前倾斜，以便向前推向右或向左倚靠的驾驶员上身。因此，车辆座椅能减小从驾驶员到方向盘的距离的变化，从而减少距离变化对驾驶员操作的不利影响以减轻驾驶员的负担。
另外，因为侧支撑件9和座椅靠背3的上部23的转弯位置是基于就座乘员和侧支撑件9之间的压力Ps以及就座乘员和座椅靠背3的上部23之间的压力Pb来确定的，所以车辆座椅能够避免由侧支撑件9和座椅靠背3的上部23过度地按压就座乘员给就座乘员带来不舒服的感觉。
此外，因为设置了袋部分14或弹性体18，并且在座椅表面8和一对左右侧支撑件9、9之间没有形成间隙，所以车辆座椅1的外观得到改善。
尽管已经基于一些特定实施方式描述了本发明，但是这些实施方式不旨在限制本发明的范围。按照上述教导，本发明的许多修改和变型都是可能的。例如，上述车辆座椅可以用作驾驶员座椅以外的座椅，或者另选地，车辆座椅可以构造成使得在车辆转弯期间仅侧支撑件移动或者仅座椅靠背的上部移动。

Claims (5)

1.一种车辆座椅，该车辆座椅包括：
座椅垫，该座椅垫包括座椅表面以及左右一对侧支撑件，该座椅表面用于从下方支撑就座乘员的臀部，所述左右一对侧支撑件设置在所述座椅表面的左侧和右侧，其中，所述左右一对侧支撑件向上凸出成高于所述座椅表面并允许从任一侧横向支撑就座乘员的臀部，并且所述左右一对侧支撑件中的每一者均能相对于所述座椅表面在左右方向上单独移动；
座椅靠背，该座椅靠背联接到所述座椅垫的后端；
第一驱动机构，该第一驱动机构构造成使所述左右一对侧支撑件中的每一者在所述左右方向上单独移动；以及
控制单元，该控制单元构造成控制所述第一驱动机构，使得在车辆转弯期间，所述左右一对侧支撑件中位于转弯外侧的一者向内移动，并且当车辆转弯完成时，移动过的侧支撑件返回其原始位置。
2.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述车辆座椅是驾驶员座椅，
其中，所述座椅靠背具有中央折叠结构，该中央折叠结构具有下部以及构造成支撑就座乘员的胸部的上部，
其中，设置有第二驱动机构以使所述上部相对于所述下部向前和向后倾斜，并且
其中，所述控制单元构造成控制所述第二驱动机构，使得在车辆转弯期间，所述上部向前倾斜，并且当车辆转弯完成时，倾斜过的所述上部返回其原始位置。
3.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述左右一对侧支撑件设置有相应的压力传感器，用于分别检测和测量就座乘员与右侧支撑件和左侧支撑件之间的压力，并且
其中，所述控制单元构造成使得在车辆转弯期间，所述左右一对侧支撑件中的一者向内移动，直到由移动过的侧支撑件中设置的相应的一个压力传感器测量的压力变得等于或大于预定的压力值。
4.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，所述第一驱动机构包括：拉伸螺旋弹簧，每个拉伸螺旋弹簧的一端固定到所述座椅表面，另一端固定到所述左右一对侧支撑件中的任一侧支撑件；以及袋部分，该袋部分分别布置在所述座椅表面和所述侧支撑件之间，其中所述袋部分能够借助空气压力在所述左右方向上扩展和收缩。
5.根据权利要求1所述的车辆座椅，其中，在所述座椅表面和所述左右一对侧支撑件之间分别布置有弹性主体。
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