CN112977183A - 用于调整车辆的座椅特性的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于调整车辆的座椅特性的系统和方法，该系统可以包括：热电元件模块，被配置为具有多个柔性热电元件通过导线彼此连接的结构，并且安装在座椅的座椅泡沫垫中；特性调整区域输入单元，被配置为选择座椅泡沫垫的特性调整区域；特性调整量输入单元，被配置为输入座椅泡沫垫的目标特性调整量；以及控制器，连接到热电元件模块、特性调整区域输入单元以及特性调整量输入单元，并且被配置为根据特性调整区域输入单元和特性调整量输入单元的输出信号来控制供应至一些或所有柔性热电元件的电流量。

Description

用于调整车辆的座椅特性的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于调整车辆的座椅的特性的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于调整车辆的座椅的特性的系统和方法，在该车辆中，可以使用柔性热电元件容易地调整座椅泡沫垫(seat foam pad)的特性(诸如其缓冲程度)。
背景技术
众所周知，车辆的座椅包括被配置成支撑乘客身体的下部的座垫、被配置成支撑乘客身体的上部的座椅靠背、以及被配置成支撑乘客颈部和头部的头枕，并且用于实现座椅姿势的各种便利设备安装在当前座椅的内部和外部。
坐在座椅上的乘客可以通过调节座椅靠背的倾斜角度、座椅的前/后位置、座垫的倾斜角度、腰部支撑的位置等来实现所期望的坐姿。
然而，尽管在传统座椅中已安装用于实现座椅的各种乘客姿势的各种设备，但是传统座椅的缺点在于，它不能满足乘客微妙的情绪控制期望(诸如取决于乘客的体型和情况的缓冲程度和适配检测(detect of fitting)，并且没有用于满足这些情绪控制期望的方法。
此外，当乘客保持在长途驾驶期间乘客的身体长时间接触座椅的状态时，在不改变用于支撑乘客的身体的具体部位(例如，臀部、背部或腰部)的座椅的支撑力的情况下，乘客的身体压力发生改变，并从而可能导致乘客的不适。
在本发明的背景技术部分中公开的信息仅用于对本发明的整体背景技术的理解的增强，并且不能被视为该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。
发明内容
本发明的各个方面涉及提供用于调整车辆的座椅的特性的系统和方法，在该车辆中，柔性热电元件安装在座椅中，以便容易地调整座椅泡沫垫的整个区域或局部区域的特性(诸如其缓冲程度(弹性程度))，并从而可以提供座椅的缓冲程度和适配检测，以适合乘客的体型和情况，并从而满足乘客的情感控制期望。
本发明的各个方面涉及提供用于调整车辆的座椅的特性的系统，该系统包括：热电元件模块，被配置为具有多个柔性热电元件通过导线彼此连接的结构，并且安装在座椅泡沫垫中；特性调整区域输入单元，被配置为选择座椅泡沫垫的特性调整区域；特性调整量输入单元，被配置为输入座椅泡沫垫的目标特性调整量；以及控制器，连接到热电元件模块、特性调整区域输入单元以及特性调整量输入单元，并且被配置为根据特性调整区域输入单元和特性调整量输入单元的输出信号，来控制供应至一些或所有柔性热电元件的电流量。
在本发明的示例性实施例中，柔性热电元件可以包括：珀尔帖(Peltier)元件，被配置成以指定间隔安装在座椅的座椅靠背和座垫中的每一者的座椅泡沫垫中。
在本发明的另一示例性实施例中，特性调整区域输入单元可以包括：显示装置，被配置为显示标记了柔性热电元件的安装位置的座椅图像。
在本发明的又一示例性实施例中，特性调整量输入单元可以包括可旋转地安装在座椅靠背的侧部上的刻度盘。
在本发明的又一示例性实施例中，当刻度盘沿其一个方向转动时，刻度盘可向控制器输出用于将座椅泡沫垫的缓冲程度调整到较软状态的第一目标特性调整量信号，而当刻度盘沿其另一方向转动时，刻度盘可向控制器输出用于将座椅泡沫垫的缓冲程度调整到较硬状态的第二目标特性调整量信号。
在本发明的又一示例性实施例中，每个热电元件模块可以包括：热敏电阻，被配置成使用电阻值来测量座椅泡沫垫的整个区域或局部区域的温度变化。
本发明的各个方面涉及提供用于调整车辆的座椅的特性的方法，该方法包括：使用特性调整区域输入单元来选择座椅中的座椅泡沫垫的特性调整区域；使用特性调整量输入单元选择座椅泡沫垫的目标特性调整量；由控制器，根据通过特性调整区域输入单元和特性调整量输入单元的输入信号，来控制供应至多个柔性热电元件中的一些或所有的电流量，这些柔性热电元件连接到控制器并安装在座椅泡沫垫中，并且根据对供应的电流量的控制，通过柔性热电元件的放热或吸热反应来调整座椅泡沫垫的局部区域或整个区域的缓冲程度。
在本发明的示例性实施例中，在调整缓冲程度时，座椅泡沫垫的缓冲程度可以通过柔性热电元件的放热反应分级地调整到较软状态。
在本发明的另一示例性实施例中，在调整缓冲程度时，座椅泡沫垫的缓冲程度可以通过柔性热电元件的吸热反应分级调整到较硬状态。
在本发明的又一示例性实施例中，方法还可包括：在柔性热电元件的放热或吸热反应期间由热敏电阻使用电阻值，来测量座椅泡沫垫的局部区域或整个区域中的温度改变；并且当测量出的电阻值超过参考电阻值时，由控制器停止向柔性热电元件供应电流。
下面讨论本发明的其它方面和示例性实施例。
下面讨论本发明的上述和其它特征。
本发明的方法和设备具有其它特征和优点，这些特征和优点将从结合本文的附图中和以下详细描述中变得明显或被更详细地被阐述，这些附图和详细描述一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于调整车辆的座椅的特性的系统的控制框图；
图2是示例性示出根据本发明的示例性实施例的系统的配置中的柔性热电元件的安装位置的示意图；
图3是示例性示出根据本发明的示例性实施例的系统的配置中的刻度盘的示意图；
图4是示例性示出根据本发明的示例性实施例的系统的特性调整区域输入单元的一个示例的示意图；
图5是示例性示出根据本发明的示例性实施例的系统的配置中的柔性热电元件的安装布置的平面图；
图6是在根据本发明的示例性实施例的系统的配置中安装有柔性热电元件的座垫的截面图；以及
图7是表示根据本发明的示例性实施例的用于操作系统的示例性方法的流程图。
可以理解，附图不一定按比例，这些附图呈现了说明本发明的基本原理的各种示例性特征的一定程度简化的表示。本文所包括的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、定向、位置以及形状)将部分地由具体的期望应用和使用环境来确定。
在图中，贯穿附图的多个图，相同的附图标记是指本发明的相同或等效部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施例，实施例的示例在附图中示出并在下文描述。虽然将结合本发明的示例性实施例描述本发明，但是将理解，本描述并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施例，而且还覆盖在如所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内所包括的各种替代、修改、等效以及其它实施例。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于调整车辆的座椅的特性的系统的控制框图。图2是示例性示出根据本发明的示例性实施例的系统的配置中的柔性热电元件的安装位置的示意图。
如图1所示，根据本发明的示例性实施例的用于调整车辆的座椅的特性的系统包括：特性调整区域输入单元100，被配置为选择座椅泡沫垫18(图5中)的特性调整区域；特性调整量输入单元200，被配置为输入座椅泡沫垫的目标特性调整量；以及控制器300，被配置为基于通过特性调整区域输入单元100和特性调整量输入单元200的输入信号，来控制供应至安装在座椅泡沫垫18中的多个柔性热电元件402中的一些或所有的电流量。
参考图2，用于车辆的座椅包括座椅靠背10、座垫12、靠垫14以及头枕16，并且图2中的虚线所示的椭圆形部分指示设置有热电元件模块400的区域，该热电元件模块400被配置成将缓冲程度(弹性程度)(即，座椅泡沫垫18的特性之一)分级地调整到比参考状态更软的状态或更硬的状态。
如图5和图6所示，热电元件模块400具有多个柔性热电元件402通过导线彼此连接的结构，并且安装在座椅泡沫垫18中。
这里，如图4所示，特性调整区域输入单元100可以采用被配置为显示座椅图像的显示装置102，在该座椅图像中。柔性热电元件402分布并安装的区域(图4所示的椭圆形部分)被单独标记。
此外，如图2所示，特性调整量输入单元200可以采用刻度盘202，该刻度盘202可旋转地安装在座垫12的侧部上。
参考图3，刻度盘202的外周部分(座椅靠背的侧表面部分)被标记有标记符，该标记符被配置成分别分级地指示缓冲程度(弹性程度)，该缓冲程度与座椅泡沫垫18的特性之一相对应。
更详细地，刻度盘202的外周部分的一侧标记有数字-1至-5，这些数字分级地指示增加缓冲程度的软度，而刻度盘202的外周部分的另一侧标记有数字+1至+5标记，这些数字分级地指示增加缓冲程度的硬度。
当用户沿刻度盘202的一个方向转动刻度盘202时，该刻度盘202向控制器300输出用于将座椅泡沫垫18的缓冲程度分级地调整到较软状态的目标特性调整量信号。
另一方面，当用户沿刻度盘202的另一方向转动刻度盘202时，该刻度盘202向控制器300输出用于将座椅泡沫垫18的缓冲程度分级地调整到较硬状态的目标特性调整量信号。
此外，当用户通过用作特性调整区域输入单元100的显示装置102触摸并选择座椅图像的期望部分时，显示装置102向控制器300输出用于选择座椅泡沫垫18的特性调整区域的信号。
这里，如图5和图6所示，柔性热电元件402可以采用传统的珀尔帖(Peltier)元件，该珀尔帖元件以指定间隔安装在座椅靠背10和座垫12中的每一者的座椅泡沫垫18中，并且根据柔性热电元件的电流流动方向执行放热或吸热反应。
此外，负温度系数(NTC)热敏电阻404附接在热电元件模块400的指定位置，并使用电阻值来测量座椅泡沫垫18的整个区域或局部区域的温度改变，然后将测量出的电阻值发送到控制器300。
因此，控制器300可以根据从特性调整区域输入单元100和特性调整量输入单元200输出的信号，来控制供应至安装在座椅泡沫垫18中的一些或所有柔性热电元件402的电流量，并因此，可以通过柔性热电元件402的放热或吸热反应来调整座椅泡沫垫18的局部区域或整个区域中的缓冲程度。
例如，座椅泡沫垫18的缓冲程度可以通过柔性热电元件402的放热反应分级地调整到较软状态，或者座椅泡沫垫18的缓冲程度可以通过柔性热电元件402的吸热反应分级地调整到较硬状态。
座椅泡沫垫18包括聚氨酯，并且座椅泡沫垫18的特性(诸如其缓冲程度)可以根据温度而改变。作为本特性改变的基础，进行了取决于座椅泡沫垫18的温度的静态载荷测量试验，试验结果列于下表1中。
这里，通过制备尺寸为400×400×100mm的座椅泡沫垫试样，并在使用静态载荷测量设备，在18℃和22℃的温度下利用为100kgf的最大载荷加压试样、以及利用为55kgf的最大载荷加压试样时，测量试样的偏移值，来执行静态载荷测量试验。
[表1]
18℃下的偏移值 22℃下的偏移值 差异
1 37.4mm 39.4mm +2.0mm
2 40.1mm 42.7mm +2.6mm
3 48.7mm 51.5mm +2.8mm
如表1中所示，可以理解，在18℃的温度下测量的偏移值和在22℃的温度下测量的偏移值之间存在差异，并且这证明了座椅泡沫垫18的缓冲程度根据温度而变化。
这里，将描述根据本发明的示例性实施例的基于上述配置的用于调整车辆的座椅的特性的方法。
图7是表示根据本发明的示例性实施例的用于操作系统的示例性方法的流程图。
首先，用户选择座椅的特性调整区域(S101)。
也就是说，用户选择期望将缓冲程度调整到较软状态或较硬状态的座椅泡沫垫18的区域。
例如，如果用户希望调整座椅接触臀部的区域的缓冲程度，则用户可以在观看通过车辆中的显示装置102显示的座椅图像的同时，通过触摸在与座椅接触臀部的区域相对应的座椅图像的部分(图4中所示的椭圆形部分)中标记出的柔性热电元件，来选择座椅的相对应区域。
此后，用户输入座椅的特性调整量(S102和S103)。
即，用户通过转动刻度盘202选择用于将座椅泡沫垫18的缓冲程度调整到较软状态的舒适模式(S102)，或者通过转动刻度盘202选择用于将座椅泡沫垫18的缓冲程度调整到较硬状态的动态模式(S103)。
例如，如果用户选择用于将座椅泡沫垫18的缓冲程度调整到较软状态的舒适模式，则用户将刻度盘202沿标记有数字-1至-5的方向转动到期望角度，并且如果用户选择用于将座椅泡沫垫18的缓冲程度调整到较硬状态的动态模式，则用户将刻度盘202沿标记有数字+1至+5的方向转动到期望角度。
之后，控制器300基于通过特性调整区域输入单元100输入的特性调整区域选择信号、和通过刻度盘202输入的特性调整量信号，来控制供应至安装在座椅泡沫垫18中的一些或所有柔性热电元件402的电流量(S1041和S1042)。
因此，座椅泡沫垫18的局部区域或整个区域的缓冲程度可以通过柔性热电元件402的放热或吸热反应来调整。
例如，座椅泡沫垫18的缓冲程度可以通过柔性热电元件402的放热反应分级地调整到较软状态，或者座椅泡沫垫18的缓冲程度可以通过柔性热电元件402的吸热反应分级地调整到较硬状态。
当在柔性热电元件402的放热或吸热反应期间热敏电阻404使用电阻值来测量座椅泡沫垫18的整个区域或局部区域的温度改变，并且将测量的电阻值传送到控制器300时，控制器300确定测量出的电阻值是否超过参考电阻值(S105)。
作为确定的结果，当由热敏电阻404测量出的电阻值达到参考电阻值时，控制器300停止向柔性热电元件402供应电流(S106)。
从上面的描述显而易见，根据本发明的示例性实施例的用于调整车辆座椅的特性的系统和方法可以提供以下效果。
在根据本发明的系统和方法中，柔性热电元件安装在座椅中以调整座椅泡沫垫的整个区域或局部区域的缓冲程度(弹性程度)，从而适应乘客的体型和情况，该系统和方法被配置成满足乘客的情感控制期望(诸如座椅的缓冲程度和适配检测。)
此外，术语“控制器”是指包括存储器和处理器的硬件装置，该硬件装置被配置为执行被解释为算法结构的一个或多个步骤。存储器存储算法步骤，并且处理器执行算法步骤以执行根据本发明的各种示例性实施例的方法的一个或多个处理。根据本发明的示例性实施例的控制器可以通过非易失性存储器和处理器来实现，该非易失性存储器被配置为存储用于控制车辆的各种部件的操作的算法、或关于用于执行算法的软件命令的数据，该处理器被配置为使用存储在存储器中的数据来执行上述操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。可替代地，存储器和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以实现为一个或多个处理器。
控制器可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，该预定程序可以包括用于实现根据本发明的各种示例性实施例的方法的一系列命令。
为了便于解释和在所附权利要求书中的准确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上的”、“下的”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后部”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“里面”，“外面”、“内”、“外”、“向前”以及“向后”用于参考如图中所示的特征的位置来描述示例性实施例的这些特征。还将理解，术语“连接”或其的派生词是指直接和间接连接两者。
为了说明和描述的目的，已给出了本发明的具体示例性实施例的前述的描述。它们并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式，并且根据上述教导，显然许多修改和变化是可行的。选择和描述这些示例性实施例是为了解释本发明的某些原理及其的实际应用，以使本领域的其他技术人员能够制造并利用本发明的各种示例性实施例、及其各种替代和修改。本发明的范围旨在由本发明所附权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种调整车辆的座椅的特性的系统，所述系统包括：
热电元件模块，包括通过导线彼此连接的多个柔性热电元件，并且所述多个柔性热电元件安装在所述座椅的座椅泡沫垫中；
特性调整区域输入单元，被配置为选择所述座椅泡沫垫的特性调整区域；
特性调整量输入单元，被配置为输入所述座椅泡沫垫的目标特性调整量；以及
控制器，连接到所述热电元件模块、所述特性调整区域输入单元以及所述特性调整量输入单元，并且被配置为根据所述特性调整区域输入单元和所述特性调整量输入单元的输出信号，来控制供应给至少一个所述柔性热电元件的电流量。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述柔性热电元件包括珀耳帖元件，所述珀耳帖元件以预定间隔安装在所述座椅的座椅靠背和座垫中的至少一者的所述座椅泡沫垫中。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述特性调整区域输入单元包括显示装置，所述显示装置被配置为显示标记了所述柔性热电元件的安装位置的座椅图像。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述特性调整量输入单元包括能旋转地安装在座椅靠背的侧部上的刻度盘。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述刻度盘沿其一个方向转动时，所述刻度盘被配置为向所述控制器输出用于将所述座椅泡沫垫的缓冲程度调整到比参考状态更软状态的第一目标特性调整量信号，而当所述刻度盘沿其另一方向转动时，所述刻度盘被配置为向所述控制器输出用于将所述座椅泡沫垫的所述缓冲程度调整到比所述参考状态更硬状态的第二目标特性调整量信号。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述热电元件模块包括热敏电阻，所述热敏电阻被配置成使用所述热敏电阻的电阻值，来测量所述座椅泡沫垫的整个区域或局部区域的温度变化。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述热敏电阻连接到所述控制器，并且被配置成向所述控制器发送测量的所述温度变化。
8.根据权利要求7所述的系统，
其中，所述热敏电阻被配置成在所述柔性热电元件的放热反应或吸热反应期间，使用所述电阻值来测量所述座椅泡沫垫的所述局部区域或所述整个区域中的所述温度变化，并且
其中，所述控制器被配置成当测量的所述电阻值大于参考电阻值时停止向所述柔性热电元件供应电流。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述座椅泡沫垫由聚氨酯形成。
10.一种调整车辆的座椅的特性的方法，所述方法包括：
由特性调整区域输入单元选择所述座椅中的座椅泡沫垫的特性调整区域；
由特性调整量输入单元选择所述座椅泡沫垫的目标特性调整量；
由连接到所述特性调整区域输入单元和所述特性调整量输入单元的控制器，根据从所述特性调整区域输入单元和所述特性调整量输入单元接收到的输入信号，来控制供应给至少一个柔性热电元件的电流量，所述柔性热电元件连接到所述控制器并安装在所述座椅泡沫垫中；并且
根据对供应的所述电流量的控制，由所述控制器通过所述柔性热电元件的放热反应或吸热反应来调整所述座椅泡沫垫的局部区域或整个区域的缓冲程度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在调整所述缓冲程度时，所述座椅泡沫垫的所述缓冲程度通过所述柔性热电元件的所述放热反应，分级地被调整到比参考状态更软的状态。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，在调整所述缓冲程度时，所述座椅泡沫垫的所述缓冲程度通过所述柔性热电元件的所述吸热反应，分级地被调整到比参考状态更硬的状态。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括：
由连接到所述控制器的热敏电阻，在所述柔性热电元件的所述放热反应或所述吸热反应期间，使用电阻值来测量所述座椅泡沫垫的所述局部区域或所述整个区域中的温度变化；并且
当测量的所述电阻值大于参考电阻值时，由所述控制器停止向所述柔性热电元件供应电流。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述座椅泡沫垫由聚氨酯形成。
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