CN112423627A - 车辆座椅的有源衬垫形状调节 - Google Patents

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Abstract

一种车辆座椅的座椅支撑垫控制系统，包括具有调节支撑垫的调节座椅，能够感测所述调节座椅的位置的传感器，与该传感器通信的控制器，以及能够控制所述调节支撑垫的调节的调节装置。该座椅支撑垫控制系统可以根据所述调节座椅的位置自动地调节，例如如果该调节座椅移动远离空挡位置。

Description

车辆座椅的有源衬垫形状调节
相关申请的交叉参考
本申请要求标题为“车辆座椅的有源衬垫形状调节，于2018年7月23日提交的US序列号62/701889的美国临时申请的优先权，通过引用将其全部并入本文。
背景技术
车辆座椅通常利用在座椅靠背侧面和座椅底部的侧面上的支撑垫来协助乘坐者保持在座椅中央。特别地，支撑垫被构造成在座椅的侧面从座椅衬垫的平面向上突出，以抵靠乘坐者的大腿，从而帮助将乘坐者保持在固定位置，特别是在可能另外导致乘坐者在座椅内横向地移位的车辆操纵过程中。类似的支撑垫已被结合到座椅靠背内，以帮助保持乘坐者的位置。
由于乘坐者可能在尺寸方面变化很大，许多支撑垫都是可调节的，以调节横向支撑垫之间的距离或面积。此外，调节支撑垫考虑了用户舒适度的变化，其中某些乘坐者更喜欢座椅中的紧密配合，并且其他人则更喜欢座椅中的宽松配合。调节支撑垫在工作车辆的座椅中很常见，例如拖拉机、叉车等。工作车辆的操作者频繁地需要在驾驶员座位中转动，从而反过来驾驶车辆。车辆操作者完全地看到车辆后部是很重要的，特别地在工作环境中，以避免与设备、产品和人员发生碰撞。因此，许多工作车辆包括座椅，所述座椅可以旋转通过一定角度的运动范围，使得车辆操作者在其运动方面不受座椅本身的限制。在某些车辆中，整个座椅被构造成绕垂直轴线旋转，例如美国专利号5,599,065或美国专利号6,447,065所示。在其他车辆中，仅座椅底部被构造成枢转。
在具有支撑垫的座椅中，支撑垫本身可以限制车辆操作者的运动度。这一问题对于通常更喜欢具有更深的支撑垫形状的车辆操作者来说特别地明显，其中，支撑垫扩展到其最大高度或形状。虽然深支撑垫构造有利于车辆的正常驾驶，但深支撑垫可能限制车辆操作者转动或枢转足够远以完全地看到车辆后部的能力。因此，需要一种避免这些问题的支撑垫系统。本发明通过提供一种能够对调节车辆座椅的位置作出反应的有源支撑垫系统克服了这些困难。
发明内容
在一个公开的实施例中，公开了一种座椅支撑垫控制系统，其包括一种包含至少一个调节支撑垫的调节座椅，能够感测所述调节座椅的位置的传感器，与所述传感器通信的控制器，以及能够控制所述调节支撑垫的调节的调节装置。在另一公开的实施例中，可以彼此独立地调节所述调节支撑垫。可以通过充气实现该调节。
在某些实施例中，所述调节装置根据调节座椅的位置自动地调节所述调节支撑垫，例如如果座椅主体或座椅衬垫旋转远离空挡位置。当远离空挡位置调节该调节座椅时，停用这些支撑垫。调节装置还可以根据调节座椅的高度调节来调节这些调节支撑垫。
在本发明的额外方面，公开了一种调节支撑垫的方法。该方法包括感测所述调节座椅的调节，发送信号到控制器，其中，所述控制器发送信号到调节装置以调节所述调节支撑垫。
所述信号可以是电、光或机械信号。
所公开的调节装置可以是气动装置。
本发明的进一步方面将从附图和以下详细描述中变得显而易见。
附图说明
图1是一种具有用于座椅靠背和座椅底部的支撑垫的车辆座椅的透视图。
图2是图1座椅的支撑垫机构的前局部剖视图。
图3是图1座椅的另一支撑垫机构的前局部剖视图。
图4a-4c是旋转座椅的视图，其中座椅被示出处于两个旋转位置以及一个空挡居中位置。
图5是根据本发明一个实施例的支撑垫控制系统的示意图。
图6是根据本发明另一实施例的支撑垫控制系统的示意图。
具体实施方式
为了促进对本发明原理的理解，现在将参考在附图中示出并在以下书面说明书中描述的实施例。可以理解的是，因此并不旨在限制本发明的范围。进一步应理解的是，本发明包括对所示出实施例的任何更改和修改，并且包括本发明所属领域的技术人员通常会想到的本申请的原理的进一步应用。
图1示出了一种具有座椅底部12a和座椅靠背12b的常规车辆座椅12。座椅的每个元件都包括在该元件的侧面处并且特别地在表面16的侧面处的支撑垫10，所述表面将乘坐者支撑在座椅12内。在过去，已经研发了多种机构以调节座椅支撑垫的形状或轮廓，范围从纯粹机械式(如图2所描述的设备)到气动/液压系统(如图3所描述的设备)。如图2所示，一种内部致动器组件18包括耦合到每个支撑垫10内的臂20的有源材料元件14。有源材料元件14与控制器28一起连接到电源26，所述控制器28控制开关22以的对有源材料元件供电。当被赋能时，元件14收缩，将这些臂20朝彼此拉动，从而提升支撑垫10。其他机械系统利用齿轮、螺丝扣、滑轮和其他机器以枢转或提升这些臂20，从而调节支撑垫10的形状或轮廓。诸如图3所示的系统30的液压/气动系统可包括设置在支撑垫10内的充气元件32，所述充气元件可被构造成调节支撑垫的形状或轮廓。充气元件32通过连接到电源40的诸多泵34连接到流体源36。控制器42运行开关44，以根据乘坐者的需要赋能这些泵。如本领域技术人员所理解的，所公开支撑垫的形状/材料并不意味着限制超出它们在当前系统中可调节的限制。
在当前公开的系统中，一种支撑垫控制系统60被构造成控制调节支撑垫系统64在调节座椅内的运行，这基于座椅调节机构62(如图5的图表所示的座椅旋转机构)的运动。座椅调节机构可以是任何的类型和构造，包括一种使整个车辆座椅枢转的旋转机构以及仅使座椅底部相对于固定位置座椅靠背枢转的诸多旋转机构。如本领域技术人员可能理解的，唯一限制是整个座椅或该座椅的部分为可调节的，以允许座椅乘坐者远离空挡座椅位置的运动。调节支撑垫系统64可包括在座椅靠背和座椅底部中，或仅在座椅元件之一中的支撑垫。调节支撑垫系统64包括支撑垫66和调节装置68，其每个都可以是本领域已知的多种类型，例如上述机械和气动/液压系统。
本发明的支撑垫控制系统60包括被布置和构造成感测座椅调节机构62的位置的传感器70。传感器70提供信号到控制器72，所述控制器72评估该信号以确定是否已远离空挡位置调节该座椅(例如，图4b)。通常，座椅的空挡位置是指当座椅还未从其面向正常驾驶位置的前方枢转或从水平表面调节的时候或在倾斜角为0度的地方。
然而，在一些实施例中，空挡位置还包括一种已经枢转小于5度的座椅位置或倾斜角小于5度的地方。如果已从空挡位置调节了该座椅，控制器72命令该调节装置68停用支撑垫66。因此，如果最初启动了支撑垫66，使得支撑垫处于其扩展或扩大状态，控制器72致使停用这些支撑垫从而使这些支撑垫返回到其空挡状态。在该构造中，当车辆驾驶员试图在车辆座椅内转动以完全俯视车辆的后部时，支撑垫并不会妨碍车辆驾驶员的移动。当座椅返回到其空挡位置时，控制器72启动这些调节支撑垫66至该座椅被调节之前这些调节支撑垫66所具有的构造。
传感器70可以是一种能够确定座椅调节机构62是否已经枢转远离座椅的空挡位置的任何类型。传感器70可以是一种当座椅枢转远离空挡时由与座椅相关的元件启动的机械开关，或者可以是一种与启动传感器内的开关的座椅旋转体的圆柱形表面接触的机械辊。开关的启动可发送电信号或脉冲到控制器72。替代地，传感器70可以是电气或光学的，从而在不接触座椅旋转体的情况下检测座椅旋转体的位置。例如，传感器可以是霍尔传感器或光学传感器。传感器70可被构造成产生一种指示座椅旋转体处于座椅旋转体的空挡位置或处于不同于该空挡位置的位置的二进制信号，而不考虑座椅已经枢转了多少。
二进制信号可以基于座椅旋转体的一定枢转度，使得传感器仅在座椅已经枢转到预定角度(例如，座椅的最大运动角度)时产生信号。替代地，传感器可被构造成提供一种指示座椅旋转体已经从空挡位置枢转的量的定量信号。
控制器72可以是能够从传感器接收信号并产生信号以致动调节装置68的任何形式的控制器。在一个实施例中，控制器72可以是响应来自传感器的信号而跳闸的电气开关，其中断开该开关以使调节装置与电源断开连接，从而致使停用这些支撑垫。在另一实施例中，控制器72可以是一种接收来自传感器的电信号并相应地产生合适信号以停用或重新启动该调节装置的模拟电路。控制器72可以是一种实施软件命令以评估来自传感器70的信号并确定是否停用或重新启动该调节装置68以及最终地调节支撑垫66的数字控制器。需要进一步设想的是，控制器72可被构造成相对于座椅旋转体的枢转量来具体地调节支撑垫的轮廓或形状。在这种情况下，可能需要保留一定的支撑垫量，而非完全地停用调节支撑垫，例如如果座椅没有旋转到其最大程度。控制器72还可被构造成验证是否发生了座椅旋转，而非座椅位置的短暂移位。因此，控制器72可包括定时器，以确定其中指示座椅旋转体的枢转运动的传感器信号已经发生了预定时间，表明了操作者确实枢转该座椅以获得后视图。
该控制器可适用于控制在车辆座椅上任何位置的多个支撑垫，并提供对该多个支撑垫的单独控制。例如，在座椅底部没有支撑垫的情况下在座椅靠背中保持一定的支撑垫量，反之亦然。此外，可能仅需要沿座椅旋转的方向减少座椅侧面上的座椅支撑垫，而外侧支撑垫保持在操作者选择的构造中。控制器72可进一步由车辆操作者编程，从而根据车辆操作者的偏好提供预定的支撑垫形状。例如，当使座椅枢转至右侧时，操作者可能更喜欢完全平坦的座椅底部(即，没有支撑垫启动)，并且当枢转至左侧时，可能会更喜欢局部延伸的支撑垫。在这种情况下，控制器72可设置有一种允许对控制器调节或编程的有线或远程的用户输入特性。
需要进一步设想的是，传感器70和控制器72可以是纯机械的。在本实施例中，传感器可以是与座椅旋转机构或座椅接合的机械元件，例如凸轮。控制器可以是一种以当座椅旋转体运动时改变调节装置的状态的方式，连接到调节装置的机械连杆。例如，控制器可以是一种连接到电气开关以在座椅旋转体转动时拉动开关的机械元件的连杆，从而使支撑垫装置与电源断开连接，例如图2和3中所示的变型。调节机构和调节支撑垫可以完全为机械的，其中机械连杆控制器72直接地连接到支撑垫机构。
在图6的图表中描绘的另一实施例中，车辆V以倾斜角A运行，例如当车辆在倾斜地形上运行时。在本实施例中，车辆V包括一种被构造成感测车辆的倾斜角A的姿态传感器80，特别地车辆的侧向倾斜。姿态传感器80提供信号到一种被构造成确定车辆的姿态和倾斜度并确定要启动哪个支撑垫10a、10b的控制器82。在图6的图表中，控制器82将命令调节装置68致动车辆V低侧上的支撑垫10b。在高侧上的支撑垫10a可根据需要停用或变平，或可以保持在操作者选定的构造中。控制器82可以根据倾斜角A的大小确定支撑垫10b的延伸度。因此，对于小角度，不需要将支撑垫10b延伸到其最大形状。替代地，对于更大的角度，支撑垫可能需要完全地延伸，以防止车辆操作者从座椅12横向地滑落。
控制器82可被构造成仅在倾斜角A的阈值处启动调节装置84。例如，以五度的倾斜角运行的车辆可能不会对在座椅12内侧向地滑动的操作者构成重大风险。然而，大于5度的角度可能产生打滑风险。
与图5的实施例一样，调节装置84和支撑垫10a、10b可以是多种类型和构造，包括电气、气动/液压和机械系统。控制器82和姿态传感器80也可以是多种类型和构造，包括电子、电气、气动/液压和机械系统。在一种具体实施例中，控制器82是一种结合计算机处理器的“智能”装置，所述计算机处理器可操作以接收和解释来自姿态传感器80的信号。“智能”控制器可以进行计算或表格查找，以确定是否致动座椅12支撑垫的所有或任何组合以及以致动座椅12支撑垫的所有或任何组合到何种程度。姿态传感器80还可以是一种“智能”装置，例如用于智能手机和类似装置的MEMS装置或姿态传感器。传感器可与控制器、调节装置、座椅、车辆或甚至车辆的操作者相关联。
可以设想的是，图5和6中所示的两个实施例可以组合。
在该组合系统中，控制器可运行以响应座椅旋转和车辆姿态来致动这些支撑垫。控制器可被构造成对支撑垫的致动赋予优先权，从而考虑以横向的倾斜运行该车辆。
本发明考虑一种基于是否调节座椅已被调节远离空挡位置来控制车辆座椅的调节支撑垫的运行的控制系统。该系统包括一种用于确定远离空挡位置调节的传感器，以及一种用于响应该信号调节该调节支撑垫的控制器。
本申请应被视为说明性而非限制性的。需要理解的是，仅提出了某些实施例，并且希望保护属于本发明精神的所有变化、修改及进一步应用。

Claims (19)

1.一种座椅支撑垫控制系统，包括：
调节座椅，其中，所述调节座椅具有调节支撑垫；
传感器，其能够感测所述调节座椅的位置；
控制器；以及
与所述控制器通信的调节装置，其中，所述调节装置控制支撑垫的调节，其中，所述控制器与传感器和调节装置通信。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述调节装置响应于来自传感器的输入。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述调节装置响应于来自用户的输入。
4.根据权利要求1-3所述的系统，其中，所述调节座椅具有空挡位置和非空挡位置。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述调节座椅处于非空挡位置时，调节所述支撑垫。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述支撑垫调节基于所述非空挡位置为自动的。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述支撑垫调节基于所述调节座椅从非空挡位置的移动百分比。
8.根据权利要求5-7所述的系统，其中，对所述支撑垫调节进行预先编程。
9.根据权利要求1-8所述的系统，其中，所述传感器集成到所述调节座椅。
10.根据权利要求1-9所述的系统，其中，所述控制器引导所述调节装置调节所述支撑垫。
11.根据权利要求1-10所述的系统，其中，停用所述支撑垫。
12.根据权利要求1-11所述的系统，其包括一个以上的调节支撑垫。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述一个以上的调节支撑垫彼此独立地调节。
14.根据权利要求1-13所述的系统，其中，通过充气调节所述调节支撑垫。
15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器感测所述调节座椅的高度调节。
16.一种车辆中的有源支撑垫方法，包括以下步骤：
形成具有调节支撑垫的调节座椅；
感测所述调节座椅的调节；
发送信号到控制器用于调节所述调节支撑垫；
发送信号到调节装置用于调节所述调节支撑垫；以及
调节所述支撑垫，以允许座椅乘坐者完全地看到车辆的后部。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述信号为电信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述信号为机械信号。
19.根据权利要求16-19所述的方法，其中，所述调节装置为气动装置。
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