CN112498189A - 一种汽车座椅联动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车座椅联动控制系统，包括乘员操控装置、汽车座椅控制装置；乘员操控装置受位置调整机构控制并随汽车座椅的位置变化而改变其操控区域的位置和/或可视角度；汽车座椅控制装置包括座椅控制器和座椅方位检测模块；位置检测模块座椅方位检测模块在检测到汽车座椅发生方位变化时向座椅控制器发送座椅方位变化信号，座椅控制器根据座椅方位变化信号生成操控区域调整信号并发送至位置调整机构，位置调整机构根据操控区域调整信号控制乘员操控装置的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。本发明能够实现汽车座椅的联动控制，提高汽车座椅在人机操控上的便捷性和用车体验。

Description

一种汽车座椅联动控制系统

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，尤其是涉及一种汽车座椅联动控制系统。

背景技术

在对现有技术的研究中，本发明的发明人发现，现有的车辆座椅一般是由座椅旁边的控制面板直接控制，乘员通过控制面板调整座椅的倾斜角度、前后位置等，但是乘员在倾斜座椅上躺倒后却难以方便的看到控制面板上的按键，这样视觉上的不直观导致乘员只能盲操，难以用手准确触及到所需按键，只能坐立起来眼看控制面板再进行操作，而且对于增加了座椅按摩等其他功能并需要眼看手动操控的情况，盲操还是对乘员具有很大的难度，因此，现有的汽车设计并未能考虑到乘员在调整座椅时的人机操控性和舒适性。

发明内容

本发明提供了一种汽车座椅联动控制系统，以解决现有的汽车座椅在人机操控上不便捷的技术问题，本发明能够实现汽车座椅的联动控制，提高汽车座椅在人机操控上的便捷性，有利于提升乘员的用车体验。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种汽车座椅联动控制系统，包括乘员操控装置、汽车座椅控制装置；所述乘员操控装置受位置调整机构控制并随汽车座椅的方位变化而改变其操控区域的位置和/或可视角度；所述汽车座椅控制装置包括座椅控制器和座椅方位检测模块，所述乘员操控装置与所述座椅控制器连接；

所述座椅方位检测模块在检测到汽车座椅发生方位变化时向所述座椅控制器发送座椅方位变化信号，所述座椅控制器根据所述座椅方位变化信号生成操控区域调整信号并发送至所述位置调整机构，所述位置调整机构根据所述操控区域调整信号控制所述乘员操控装置的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

作为优选方案，所述乘员操控装置的操控区域内具有虚拟按键和/或机械按键。

作为优选方案，所述乘员操控装置包括座椅控制面板，所述位置调整机构包括电动翻转机构；

所述座椅控制面板通过所述电动翻转机构可转动地设置在汽车扶手箱上，所述电动翻转机构根据接收到的所述操控区域调整信号控制所述座椅控制面板进行翻转运动，以使所述座椅控制面板上的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

作为优选方案，所述电动翻转机构包括电机、蜗杆蜗轮传动组件；所述涡轮蜗杆传动组件包括旋转轴、旋转座，所述蜗杆蜗轮传动组件包括蜗杆、蜗轮；

所述蜗杆的一端与所述电机的转动轴连接，所述蜗杆的另一端与所述蜗轮啮合连接，所述蜗轮与所述旋转轴连接；所述旋转轴通过轴承可转动地安装在所述旋转座上，且所述座椅控制面板的一端与所述旋转轴连接。

作为优选方案，所述座椅控制面板为机械式控制面板或触摸式控制面板。

作为优选方案，所述乘员操控装置还包括安装在汽车门板上的门板触控面板，所述门板触控面板通过汽车通信系统与所述座椅控制器通信连接；

所述门板触控面板对接收到的所述操控区域调整信号进行响应，并控制其触控显示屏上的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

作为优选方案，所述门板触控面板的操控区域在所述门板触控面板的触控显示屏上沿汽车前/后方向滑动。

作为优选方案，所述乘员操控装置还包括安装在车窗玻璃上的虚拟显示触控屏，所述虚拟显示触控屏通过汽车通信系统与所述座椅控制器通信连接；

所述虚拟显示触控屏对接收到的所述操控区域调整信号进行相应，并控制其显示在在车窗玻璃上的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

作为优选方案，所述虚拟显示触控屏的操控区域在所述虚拟显示触控屏所在车窗玻璃上沿汽车前/后方向滑动。

作为优选方案，所述座椅方位检测模块包括角度传感器、位移传感器。

作为优选方案，所述座椅方位变化信号包括座椅后倾角度信号、座椅前倾角度信号、座椅后移距离信号、座椅前移距离信号、座椅旋转角度信号。

相比于现有技术，本发明实施例的汽车座椅联动控制系统能够实现乘员对座椅等车内设备的便捷性控制，当汽车座椅在乘员的操控下发生倾转时，所述座椅方位检测模块立即将座椅方位变化信号发送至所述座椅控制器，所述位置调整机构根据接收到的操控区域调整信号控制所述乘员操控装置的操控区域的位置调整至汽车座椅的预设可视操控范围内，从而实现所述乘员操控装置的操控区域随汽车座椅的方位变化而改变，便于乘员在倾斜座椅上躺倒或前后滑动时，仍然能够清晰地看到所述乘员操控装置的操控区域并进行手动操作，进而有效地避免乘员盲操，使得所述乘员操控装置的操控区域始终位于乘员的可视范围内，保证乘员对座椅的全方位控制。这样无论座椅倾倒或什么角度或前后调整到什么位置，乘员都可以直观的看到所述乘员操控装置上的操控区域，极大地方便了乘员的座椅操控，有效地提升了人机操控性和舒适性。

附图说明

图1是本发明实施例中的汽车座椅联动控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中的汽车座椅联动控制系统的结构示意图；

图3是图1的汽车座椅联动控制系统的控制流程步骤图；

图4是本发明实施例中的基于汽车座椅的联动控制系统的示意图；

图5是图4的汽车座椅联动控制系统的控制流程步骤图；

图6是本发明实施例中的基于汽车座椅的联动控制系统的示意图；

图7是图6的汽车座椅联动控制系统的控制流程步骤图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、座椅控制面板；2、电机；3、蜗杆蜗轮传动组件；4、扶手箱；5、门板触控面板；6、虚拟显示触控屏。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种汽车座椅联动控制系统，包括乘员操控装置、汽车座椅控制装置；所述乘员操控装置受所述位置调整机构控制并随汽车座椅的方位变化而改变其操控区域的位置和/或可视角度；所述汽车座椅控制装置包括座椅控制器和座椅方位检测模块；其中，所述乘员操控装置与所述座椅控制器连接，所述座椅方位检测模块包括角度传感器、位移传感器。

所述座椅方位检测模块在检测到汽车座椅发生方位变化时向所述座椅控制器发送座椅方位变化信号，所述座椅控制器根据所述座椅方位变化信号生成操控区域调整信号并发送至所述位置调整机构，所述位置调整机构根据所述操控区域调整信号控制所述乘员操控装置的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

在本实施例中，应当说明的是，所述座椅方位变化信号包括座椅后倾角度信号、座椅前倾角度信号、座椅后移距离信号、座椅前移距离信号、座椅旋转角度信号。所述汽车座椅的预设可视操控范围是根据汽车试验而得，主要根据座椅在发生倾倒、X向滑动或旋转时，座椅上的乘员是否能够清楚地看到扶手箱上的控制面板、门板上的控制面板、车窗上显示的虚拟控制面板的虚拟按键和/或机械按键为准。

作为示例性说明，当汽车座椅在乘员的操控下发生倾转时，所述座椅方位检测模块立即将座椅方位变化信号发送至所述座椅控制器，所述位置调整机构根据接收到的操控区域调整信号控制所述乘员操控装置的操控区域的位置调整至汽车座椅的预设可视操控范围内，从而实现所述乘员操控装置的操控区域随汽车座椅的方位变化而改变，这样能够便于乘员在倾斜座椅上躺倒时，仍然能够清晰地看到所述乘员操控装置的操控区域并进行手动操作，进而有效地避免乘员盲操，使得所述乘员操控装置的操控区域始终位于乘员的可视范围内，保证乘员对座椅的全方位控制。

通过实施本发明实施例所提供的汽车座椅联动控制系统方案，无论座椅倾倒什么角度或沿汽车X向前/后滑动或旋转调整到什么位置和/或座椅朝向(方位)，乘员都可以直观的看到所述乘员操控装置上的操控区域，能够极大地方便了乘员的座椅操控，有效地提升了人机操控性和舒适性。

基于上述方案，下面列举出适用于汽车尤其是全自动驾驶汽车的其中三种实施方案进行详细说明：

方案一：

为了实现汽车扶手箱4上的座椅触控面板能够随汽车座椅的方位变化而进行翻转运动，具体作如下改进：

请参见图1和图2，所述乘员操控装置包括座椅控制面板1，所述位置调整机构包括电动翻转机构；

所述座椅控制面板1通过所述电动翻转机构可转动地设置在汽车扶手箱上，所述电动翻转机构根据接收到的所述操控区域调整信号控制所述座椅控制面板进行翻转运动，以使所述座椅控制面板上的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。其中，本实施例的所述座椅控制面板采用机械式控制面板或触控式面板。可以理解的是，当乘员正常坐靠在汽车座椅上时，所述座椅控制面板1为水平状态或倾斜翻起状态(倾斜角度小)，乘员能够轻松地看到所述座椅控制面板1上的操控区域，并根据需求手动操控所述座椅控制面板1以实现座椅前后距离调整、背靠倾斜角度调整、座椅旋转调整、汽车室内设备控制等等功能。而当乘员需要躺倒在座椅上时，则触发所述座椅控制面板1的按键，以通过所述座椅控制器控制汽车座椅向后倾倒，与此同时，所述座椅方位检测模块能够实时检测到座椅背靠向后转动的转动角度变化，从而向所述座椅控制器发送座椅方位变化信号(座椅后倾角度信号)，所述座椅控制器根据所述座椅方位变化信号生成操控区域调整信号并发送至所述位置调整机构，所述位置调整机构根据所述操控区域调整信号控制所述座椅控制面板1向上翻转运动，以使其操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内，比如，汽车座椅的背靠与坐垫之间的角度为170°，则可控制所述座椅控制面板1向汽车座椅方向翻转90°～145°或90°～170°等等。

作为进一步改进的改进，所述电动翻转机构包括电机2、蜗杆蜗轮传动组件3；所述涡轮蜗杆传动组件3包括旋转轴、旋转座，所述蜗杆蜗轮传动组件包括蜗杆、蜗轮；

所述蜗杆的一端与所述电机2的转动轴连接，所述蜗杆的另一端与所述蜗轮啮合连接，所述蜗轮与所述旋转轴连接；所述旋转轴通过轴承可转动地安装在所述旋转座上，且所述座椅控制面板的一端与所述旋转轴连接。

在本实施方案中，所述操控区域调整信号即为所述旋转轴的旋转角度信号，由所述电动翻转机构根据所需比例的脉冲当量，输出至所述电机2，通过所述电机2的正/反向的旋转运动，带动所述蜗杆的旋转，该部分利用到蜗轮蜗杆结构的垂直交错轴传动的运动原理，从而使到与所述蜗轮同轴固定运动的所述旋转轴、所述座椅控制面板1翻转达到特定的摆角角度。

接下来结合图1至图3说明本实施方案的具体操作步骤：

Step 1：当乘员通过所述座椅控制面板1操控汽车座椅向后倾倒或沿X向前/后滑动或旋转时，所述座椅方位检测模块的角度传感器检测到座椅调角器的角度信号或所述位移传感器检测到汽车座椅X向滑动距离信号或旋转角度传感器检测到汽车座椅的旋转角度信号，通过信号处理模块将汽车座椅的检测信号转化为数字形式的座椅方位变化信号，并发送给所述座椅控制器。

Step 2：所述座椅控制器根据所述座椅方位变化信号生成操控区域调整信号，并将所述操控区域调整信号发送至所述位置调整机构，最后由所述电动翻转机构执行动作，从而所述电动翻转机构使所述座椅控制面板1精准翻起到特定角度，保证所述座椅控制面板1在坐乘人员的舒适的可视角度。

其中，在不断试验测试下，为了确保乘员操作的舒适性，将汽车座椅的倾转角度、X向滑动距离与所述座椅触控面板1的翻起角度之间的关系设定如表1所示。

表1：汽车座椅的倾转角度或X向滑动距离与座椅控制面板的翻起角度之间的关系表

本实施方案通过调整所述座椅控制面板的操控区域的可视角度，座椅的躺倒角度与所述座椅控制面板的翻起角度会成一定比例，方便乘员可以清楚看到所述座椅控制面板1上的操控区域，避免盲操，保证了乘员对座椅的全方位控制，能够极大地提升人机操控性和舒适性。作为示例性的，可将比例设置为1:1，也即当表1中的座椅倾转角度设为a1＝30°，此时所述座椅控制面板1的翻起角度设为b1＝30°，……；当然的，这种比例灵活可调，在实际生产应用中，根据座椅高度、所述座椅控制面板1的高度、所述座椅控制面板1与座椅之间的距离、乘员身高等进行具体调整，在此不进行一一赘述。

方案二：

为了实现门板上的触控操控区域也能够自动的向坐乘人员躺倒方向沿车辆的X方向滑动，具体作如下改进：

请参见图4，所述乘员操控装置还包括安装在汽车门板上的门板触控面板，所述门板触控面板通过汽车通信系统与所述座椅控制器通信连接；

所述门板触控面板对接收到的所述操控区域调整信号进行响应，并控制其触控显示屏上的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

作为优选方案，所述门板触控面板的操控区域在所述门板触控面板的触控显示屏上沿汽车前/后方向滑动。

下面结合图4和图5说明本实施方案的具体操作步骤：

Step 1：当乘员通过座椅控制面板或座椅上的位置调节控制按键操控汽车座椅躺倒时，所述座椅方位检测模块的角度传感器检测到座椅调角器的角度信号，通过信号处理模块将汽车座椅的检测信号转化为数字形式的座椅方位变化信号，并将座椅方位变化信号发送给所述座椅控制器；

Step 2：所述座椅控制器根据所述座椅方位变化信号生成操控区域调整信号，并将操控区域调整信号通过汽车通信系统的CAN或LIN或其它方式传递给汽车的门板触控面板5；

Step 3：门板触控面板5响应操控区域调整信号，控制所述门板触控面板5上的触控操作区域在显示屏上沿汽车X方向朝着座椅躺倒方向滑动，以保证坐乘人员对门板触控面板5的触控操作区域的操控距离和可视角度，便于乘员既能看到触控操作区域，又能伸手触摸操控。

其中，应当说明的是，所述门板触控面板5对应L3～L4全自动驾驶阶段，汽车座椅的倾转角度或X向滑动距离与所述门板触控面板5的触控操作区域在显示屏上的滑动距离之间正常成1：1比例关系，但当滑动距离超出屏幕触控区域最大可滑动距离时，屏幕将以可移动边界为限不再变动。汽车座椅的躺倒角度&X向滑动距离与所述门板触控面板5的触控操作区域的X向滑动距离需要详细标定，标定数据如表2所示，以确保操控舒适性，且车门触控屏必须足够长，足够大，才能保证躺倒时，所述门板触控面板5有足够长的滑动距离。

表2：汽车座椅的倾转角度或X向滑动距离与门板触控面板的触控操作区域在显示屏上的滑动距离之间的关系表

方案三：

为了实现汽车门窗上的触控操控区域也能够自动的向坐乘人员躺倒方向沿车辆X方向前后滑动，具体作如下改进：

请参见图6，所述乘员操控装置还包括安装在车窗玻璃上的虚拟显示触控屏6，所述虚拟显示触控屏6通过汽车通信系统与所述座椅控制器通信连接；

所述虚拟显示触控屏6响应所述操控区域调整信号并控制其操控区域在车窗玻璃上移动，以使所述操控区域调整至汽车座椅的所述预设可视操控范围内。其中，所述虚拟显示触控屏6为装配在车窗玻璃上的触控显示屏，主要应对L5自动驾驶阶段；作为优选方案，所述虚拟显示触控屏的触控操作区域沿汽车X向前/后方向在车窗玻璃上滑动，当然的，对于一个完整的车窗屏幕来说，其显示的触控操控区域是可以随软件进行任意调整的。

下面结合图6和图7说明本实施方案的具体操作步骤：

Step 1：当乘员操控汽车座椅躺倒时，所述座椅方位检测模块将座椅方位变化信号发送给所述座椅控制器；

Step 2：所述座椅控制器根据所述座椅方位变化信号生成操控区域调整信号，并将所述操控区域调整信号通过汽车通信系统的CAN或LIN或其它方式传递给所述虚拟显示触控屏6；

Step 3：所述虚拟显示触控屏6调整其触控操作区域沿X方向定量滑动，保证坐乘人员对操控界面的操控距离。

其中，所述车窗上的虚拟显示触控屏6必须足够长，足够大，才能保证躺倒时，虚拟显示触控屏6内的操控界面有足够长的滑动距离以供其操控区域滑动。汽车座椅的倾转角度或X向滑动距离与所述虚拟显示触控屏6的触控操作区域在车窗屏幕上的滑动距离之间正常成1：1比例关系，但当滑动距离超出屏幕触控区域最大可滑动距离时，屏幕将以可移动边界为限不再变动。汽车座椅的躺倒角度&X向滑动距离与所述虚拟显示触控屏的触控操作区域的X向滑动距离需要详细标定，标定数据如表3所示。

表3：汽车座椅的躺倒角度祸X向滑动距离与所述虚拟显示触控屏的触控操作区域的X向滑动距离之间的关系表

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车座椅联动控制系统，其特征在于，包括乘员操控装置、汽车座椅控制装置；所述乘员操控装置受位置调整机构控制并随汽车座椅的方位变化而改变其操控区域的位置和/或可视角度；所述汽车座椅控制装置包括座椅控制器和座椅方位检测模块，所述乘员操控装置与所述座椅控制器连接；

所述座椅方位检测模块在检测到汽车座椅发生方位变化时向所述座椅控制器发送座椅方位变化信号，所述座椅控制器根据所述座椅方位变化信号生成操控区域调整信号并发送至所述位置调整机构，所述位置调整机构根据所述操控区域调整信号控制所述乘员操控装置的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

2.如权利要求1所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述乘员操控装置的操控区域内具有虚拟按键和/或机械按键。

3.如权利要求1或2所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述乘员操控装置包括座椅控制面板，所述位置调整机构包括电动翻转机构；

所述座椅控制面板通过所述电动翻转机构可转动地设置在汽车扶手箱上，所述电动翻转机构根据接收到的所述操控区域调整信号控制所述座椅控制面板进行翻转运动，以使所述座椅控制面板上的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

4.如权利要求3所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述电动翻转机构包括电机、蜗杆蜗轮传动组件；所述涡轮蜗杆传动组件包括旋转轴、旋转座，所述蜗杆蜗轮传动组件包括蜗杆、蜗轮；

所述蜗杆的一端与所述电机的转动轴连接，所述蜗杆的另一端与所述蜗轮啮合连接，所述蜗轮与所述旋转轴连接；所述旋转轴通过轴承可转动地安装在所述旋转座上，且所述座椅控制面板的一端与所述旋转轴连接。

5.如权利要求1或2所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述乘员操控装置还包括安装在汽车门板上的门板触控面板，所述门板触控面板通过汽车通信系统与所述座椅控制器通信连接；

所述门板触控面板对接收到的所述操控区域调整信号进行响应，并控制其触控显示屏上的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

6.如权利要求5所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述门板触控面板的操控区域在所述门板触控面板的触控显示屏上沿汽车前/后方向滑动。

7.如权利要求1所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述乘员操控装置还包括安装在车窗玻璃上的虚拟显示触控屏，所述虚拟显示触控屏通过汽车通信系统与所述座椅控制器通信连接；

所述虚拟显示触控屏对接收到的所述操控区域调整信号进行相应，并控制其显示在在车窗玻璃上的操控区域调整至汽车座椅的预设可视操控范围内。

8.如权利要求7所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述虚拟显示触控屏的操控区域在所述虚拟显示触控屏所在车窗玻璃上沿汽车前/后方向滑动。

9.如权利要求1所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述座椅方位检测模块包括角度传感器、位移传感器。

10.如权利要求1所述的汽车座椅联动控制系统，其特征在于，所述座椅方位变化信号包括座椅后倾角度信号、座椅前倾角度信号、座椅后移距离信号、座椅前移距离信号、座椅旋转角度信号。

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