CN114714993A - 用于车辆的座椅总成、车辆和主动式座椅控制策略 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于车辆的座椅总成、车辆和主动式座椅控制策略，座椅总成，包括：横向导轨和纵向导轨，横向导轨沿车辆的左右方向延伸，纵向导轨沿车辆的前后方向延伸；座椅本体，座椅本体可滑动地设置在横向导轨或/和纵向导轨上以在车辆的横向加速度超过预设值时沿横向加速度的反方向在横向导轨上滑动、在车辆的纵向加速度超过预设值时沿纵向加速度的反方向在纵向导轨上滑动。本申请的座椅总成具有平动功能，能在车辆剧烈加速、制动、转向、过坑或高速碰撞等多种条件下提高乘员的舒适性和安全性，运用本申请中的座椅总成可以适当减少车辆内有关保障车辆安全性能或乘坐舒适性能的零部件，从而达到节省整车成本和重量的目的。

Description

用于车辆的座椅总成、车辆和主动式座椅控制策略

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种用于车辆的座椅总成、车辆和主动式座椅控制策略。

背景技术

目前，汽车发展延续越来越电气化、智能化的趋势，空气弹簧、主动及被动安全装置、多安全气囊等装置相继应用以保护驾驶员的安全，但仍存在以下缺点：(1)主被动安全装置皆基于车辆全局设置，如纵梁高强钢、碰撞吸能盒、气囊、安全带的配合使用，此类装置布局分散，成本高昂；(2)乘坐舒适性需要弹簧、减震器、衬套等诸多底盘弹性零部件的配合，设计难度大，调校成本高；(3)由于目前车辆的安全性能及乘坐舒适性能涉及全车过多的零部件，在事故后车辆的维修成本高，维修难度大，性能复原能力弱。

申请内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种用于车辆的座椅总成，可以应对车辆的各种行车情况，提高乘员的舒适性和安全性；

本申请的第二个目的在于提出一种车辆，包括上述的座椅总成；

本申请的第三个目的在于提出一种用于车辆的主动式座椅控制策略，在上述的车辆中实施。

为了达到上述目的，本申请第一方面提供了用于车辆的座椅总成，包括：横向导轨和纵向导轨，所述横向导轨沿所述车辆的左右方向延伸，所述纵向导轨沿所述车辆的前后方向延伸；座椅本体，所述座椅本体可滑动地设置在所述横向导轨或/和所述纵向导轨上以在所述车辆的横向加速度超过预设值时沿所述横向加速度的反方向在所述横向导轨上滑动、在所述车辆的纵向加速度超过预设值时沿所述纵向加速度的反方向在纵向导轨上滑动。

本申请的座椅总成具有平动功能，能在车辆剧烈加速、制动、转向、过坑或高速碰撞等多种条件下提高乘员的舒适性和安全性，运用本申请中的座椅总成可以适当减少车辆内有关保障车辆安全性能或乘坐舒适性能的零部件，从而达到节省整车成本和重量的目的。

进一步地，所述座椅本体上设置有分别用于检测车辆横向加速度和纵向加速度的横向加速度传感器和纵向加速度传感器。

进一步地，所述座椅本体通过液压缸设置在所述横向导轨或所述纵向导轨上，在所述车辆的垂向加速度大于预设值时所述座椅本体在所述液压缸的作用下在所述垂向加速度的反方向上运动。

进一步地，所述座椅本体上还设置有用于检测车辆的垂向加速度的垂向加速度传感器。

进一步地，所述座椅本体通过多个所述液压缸设置在所述横向导轨或/和所述纵向导轨上。

进一步地，多个所述液压缸包括：设置在所述座椅本体底侧面的左前区域的第一液压缸、设置在所述座椅本体底侧面的右前区域的第二液压缸、设置在所述座椅本体底侧面的左后区域的第三液压缸、设置在所述座椅本体底侧面的右后区域的第四液压缸。

本申请第二方面提供了一种车辆，包括：左前座椅、右前座椅、左后座椅和右后座椅，所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅的结构均与所述的座椅总成的结构相同。

本申请第三方面提供了一种用于车辆的主动式座椅控制策略，车辆为所述的车辆，所述控制策略包括至少如下步骤：

S1：检测所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的垂向加速度；

S2：若所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的垂向加速度的方差小于预设值，则座椅本体不进行偏摆，座椅本体仅在前后方向或左右方向上平动；

S3：若所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的垂向加速度的方差大于预设值，座椅进行偏摆。

进一步地，所述步骤S2包括：

当所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的纵向加速度的均值X＞b，座椅在导轨上以加速度X值进行反向平动；

当所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的横向加速度的均值Y＞c，座椅在导轨上以加速度Y值进行反向平动；

当所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的垂向加速度的均值Z＞d，座椅在导轨上以加速度Z值进行反向平动。

进一步地，所述步骤S3包括：

控制所述第一液压缸以与所述左前座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与所述左前座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制所述第二液压缸以与所述右前座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与所述右前座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制所述第三液压缸以与所述左后座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与所述左后座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制所述第四液压缸以与所述右后座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与所述右后座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例中座椅总成的结构示意图；

图2是根据本申请实施例中横向导轨和纵向导轨的结构示意图；

图3是根据本申请实施例中主动式座椅控制策略的流程图。

附图标记：

座椅总成100，

横向导轨1，纵向导轨2，

第一液压缸31，第二液压缸32，第三液压缸33，第四液压缸34，

左前座椅4。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考图1-图3描述根据本申请实施例的用于车辆的座椅总成100，包括：横向导轨1和纵向导轨2以及座椅本体。

具体的，横向导轨1沿车辆的左右方向延伸，纵向导轨2沿车辆的前后方向延伸；座椅本体可滑动地设置在横向导轨1或/和纵向导轨2上以在车辆的横向加速度超过预设值时沿横向加速度的反方向在横向导轨1上滑动、在车辆的纵向加速度超过预设值时沿纵向加速度的反方向在纵向导轨2上滑动。

现有车辆中的主被动安全装置皆基于车辆全局设置，如纵梁高强钢、碰撞吸能盒、气囊、安全带的配合使用，此类装置布局分散，成本高昂；车辆乘坐舒适性需要弹簧、减震器、衬套等诸多底盘弹性零部件的配合，设计难度大，调校成本高；由于目前车辆的安全性能及乘坐舒适性能涉及全车过多的零部件，在事故后车辆的维修成本高，维修难度大，性能复原能力弱。

本申请的座椅总成100具有整车纵向、横向的移动功能，可以应对车辆在各种行车工况下产生的不利影响，产生抵消车体横向加速度和纵向加速度的作用，增加了乘员乘坐的舒适性及安全性。

例如：在车辆发生剧烈加速、制动、转向、过坑或高速碰撞时，座椅本体可以向身体预运动的反方向施力，使车辆发生突发情况中的作用力与座椅本体施加的作用力抵消，进而保证乘员身体保持在突发情况前的状态，增加乘员的安全性。

车辆内有横向导轨1和纵向导轨2，座椅本体可以在横向导轨1和纵向导轨2上自由滑动。其中，座椅本体可以只在横向导轨1上进行左右移动，也可以只在纵向导轨2上进行前后移动，还可以在横向导轨1上进行左右移动的同时在纵向导轨2上进行前后移动。这样可以应对车辆在行驶过程中突发的各种情况。

上述座椅本体在横向导轨1和纵向导轨2上自由滑动，可以通过电机皮带实现。

在一个实施例中，当车辆的横向加速度超过预设值时，座椅本体在横向导轨1上沿横向加速度的反方向滑动，保持乘员在座椅本体上稳定的状态。

在另一个实施例中，当车辆的纵向加速度超过预设值时，座椅本体在纵向导轨2上沿纵向加速度的反方向滑动，保持乘员在座椅本体上稳定的状态。

根据本申请的座椅总成100具有平动功能，能在车辆剧烈加速、制动、转向、过坑或高速碰撞等多种条件下提高乘员的舒适性和安全性，运用本申请中的座椅总成100可以适当减少车辆内有关保障车辆安全性能或乘坐舒适性能的零部件，从而达到节省整车成本和重量的目的。

在一个实施例中，横向导轨1和纵向导轨2均为多个，多个横向导轨1沿车辆的前后方向依次间隔排布，多个纵向导轨2沿车辆的左右方向依次间隔排布。多个横向导轨1和多个纵向导轨2交叉，可以为多个井字型滑轨，使座椅本体在横向滑动的同时可以实现纵向滑动。

根据本申请的一个实施例，座椅本体上设置有分别用于检测车辆横向加速度和纵向加速度的横向加速度传感器和纵向加速度传感器。

在座椅本体的下方安装具备检测车辆横向加速度的横向加速度传感器，和检测车辆纵向加速度的纵向加速度传感器。在车辆的横向加速度超过预设值时，座椅本体通过电机皮带在横向导轨1上滑动；同样，在车辆的纵向加速度超过预设值时，座椅本体通过电机皮带在纵向导轨2上滑动。

需要注意的是，上述提到的横向加速度传感器和纵向加速度传感器需要同时对车辆进行检测，可以集成在一个装置内；若无法实现同时检测车辆的横向加速度和纵向加速度，则可以在座椅本体上的同一个位置分别安装横向加速度传感器和纵向加速度传感器，以保证对车辆的状态进行实时检测。

根据本申请的一个实施例，座椅本体通过液压缸设置在横向导轨1或纵向导轨2上，在车辆的垂向加速度大于预设值时座椅本体在液压缸的作用下在垂向加速度的反方向上运动。

座椅本体可以通过液压缸实现垂直方向上的上下移动，在车辆行驶到凹坑、剧烈抖动或发生其他情况时，液压缸可以对座椅本体施加垂向加速度的反方向的力，使座椅本体维持在稳定的状态。

在一个实施例中，液压缸安装在横向导轨1和纵向导轨2的交叉点上，液压缸的方向垂直向上，座椅本体通过液压缸实现垂直方向上的移动。

根据本申请的一个实施例，座椅本体上还设置有用于检测车辆的垂向加速度的垂向加速度传感器。

在座椅本体的下方安装具备检测车辆垂向加速度的垂向加速度传感器，在车辆的垂向加速度超过预设值时，座椅本体被液压缸抬起或下沉，在垂向方向上运动。

需要注意的是，上述提到的垂向加速度传感器可以横向加速度传感器和纵向加速度传感器集成在一个装置内，对车辆的运行状态同时进行检测；若无法实现同时检测车辆的横向、纵向以及垂向的加速度，则可以在座椅本体上的同一个位置分别安装垂向加速度传感器，以保证对车辆的状态进行实时检测。

根据本申请的一个实施例，座椅本体通过多个液压缸设置在横向导轨1或/和纵向导轨2上。

这样座椅本体可以在横向导轨1上进行左右移动的同时被多个液压缸抬升或下降，也可以在纵向导轨2上进行前后移动的同时被多个液压缸抬升或下降，还可以在横向导轨1上进行左右移动、在纵向导轨2上进行前后移动的同时被多个液压缸抬升或下降。

根据本申请的一个实施例，多个液压缸包括：设置在座椅本体底侧面的左前区域的第一液压缸31、设置在座椅本体底侧面的右前区域的第二液压缸32、设置在座椅本体底侧面的左后区域的第三液压缸33、设置在座椅本体底侧面的右后区域的第四液压缸34。

座椅本体的垂向平动、前后偏摆和左右偏摆依靠座椅本体下方的多个液压缸实现。具体如图2所示，在座椅本体的左前区域、右前区域、左后区域以及右后区域分别安装四个小型高速液压缸，通过第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34在垂直方向上对座椅本体的作用，实现座椅本体的上下运动。

在本申请一些实施例中，座椅本体与多个液压缸通过万向球头连接。万向球头可以使座椅本体实现360°旋转，增加万向球头可以保证座椅本体的偏摆自由度。

根据本申请实施例中的车辆，包括：左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅，左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅的结构均与的座椅总成100的结构相同。

根据本申请实施例中的用于车辆的主动式座椅控制策略，运用在上述车辆内，控制策略包括至少如下步骤：

S1：检测左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅所在位置的垂向加速度；

S2：若左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅所在位置的垂向加速度的方差小于预设值，则座椅本体不进行偏摆，座椅本体仅在前后方向或左右方向上平动；

S3：若左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅所在位置的垂向加速度的方差大于预设值，座椅进行偏摆。

根据本申请的一个实施例，步骤S2包括：

当左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅所在位置的纵向加速度的均值X＞b，座椅在导轨上以加速度X值进行反向平动；

当左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅所在位置的横向加速度的均值Y＞c，座椅在导轨上以加速度Y值进行反向平动；

当左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅所在位置的垂向加速度的均值Z＞d，座椅在导轨上以加速度Z值进行反向平动。

车辆左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅下的横向加速度传感器、纵向加速度传感器和垂向加速度传感器将检测到的横向加速度信号、纵向加速度信号以及垂向加速度信号全部输入到车辆的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)内进行判断，在ECU判断后，对左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅执行输出响应的指令，输出的指令为前后方向、左右方向或上下方向上的平动。

根据本申请的一个实施例，步骤S3包括：

控制第一液压缸以与左前座椅4所在位置的垂向加速度相反的方向且与左前座椅4所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制第二液压缸以与右前座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与右前座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制第三液压缸以与左后座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与左后座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制第四液压缸以与右后座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与右后座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动。

每个座椅本体的下方有第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34在垂直方向上对座椅本体的作用。其中，每个座椅下方的第一液压缸31对应左前座椅4，第一液压缸31根据左前座椅4的垂向加速度的方向和数值按照比例或者以相同的数值给予反向垂向加速度；每个座椅下方的第二液压缸32对应右前座椅4，第二液压缸32根据右前座椅的垂向加速度的方向和数值按照比例或者以相同的数值给予反向垂向加速度；每个座椅下方的第三液压缸33对应左后座椅，第三液压缸33根据左后座椅的垂向加速度的方向和数值按照比例或者以相同的数值给予反向垂向加速度；每个座椅下方的第四液压缸34对应右后座椅，第四液压缸34根据右后座椅的垂向加速度的方向和数值按照比例或者以相同的数值给予反向垂向加速度。

在一个实施例中，车辆可能处于颠簸路况，车辆的左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅可能不处于一个水平面上，第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34应根据对应的左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅进行垂向加速度方向和数值的调整。

需要注意的是，由于车辆的左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅可能不处于一个水平面上，意味着每个座椅下方的第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34的垂向调节方向和数值可能有所不同。

例如：车辆右前座椅突然升高而左前座椅突然降低，右后座椅以及左后座椅保持不变，在此种情况下，每个座椅的第二液压缸32会以右前座椅突然升高的垂向加速度数值垂向下降，而每个座椅的第一液压缸31会以左前座椅突然下降的垂向加速度数值垂向上升，第三液压缸33和第四液压缸34的垂向加速度为0。

也就是说，步骤S3可以实现座椅本体的偏摆。

在一些实施例中，用于车辆的主动式座椅控制策略如图3所示，当左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅的垂向加速度值的方差Dz＜a时，座椅不进行偏摆，ECU判断前后加速度、左右加速度以及垂向加速度的差值，输出平动策略，平动策略为：

当左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅的纵向加速度值均值X＞b，座椅在导轨上以纵向加速度X值进行反向平动；

当左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅的横向加速度值均值Y＞c，座椅在导轨上以横向加速度Y值进行反向平动；

当左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅的垂向加速度值均值Z＞d，座椅在导轨上以垂向加速度Z值进行反向平动。

在另一些实施例中，用于车辆的主动式座椅控制策略如图3所示，当左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅的垂向加速度值方差Dz＞a，座椅进行偏摆，偏摆策略为：

ECU将垂向加速度的值对应输入给座椅下方的第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34，第一液压缸31、第二液压缸32、第三液压缸33和第四液压缸34发生垂向移动，带动座椅产生与车身姿态相反的偏摆。

需要注意的是，实施例中的a、b、c和d值需要进行道路测试获得经验值。

本申请中的左前座椅4、右前座椅、左后座椅和右后座椅可以通过ECU分别进行输出控制，也可以进行统一控制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“纵向”、“垂向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，“第一特征”、“第二特征”、“第三特征”、“第四特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于车辆的座椅总成，其特征在于，包括：

横向导轨和纵向导轨，所述横向导轨沿所述车辆的左右方向延伸，所述纵向导轨沿所述车辆的前后方向延伸；

座椅本体，所述座椅本体可滑动地设置在所述横向导轨或/和所述纵向导轨上以在所述车辆的横向加速度超过预设值时沿所述横向加速度的反方向在所述横向导轨上滑动、在所述车辆的纵向加速度超过预设值时沿所述纵向加速度的反方向在纵向导轨上滑动。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的座椅总成，其特征在于，所述座椅本体上设置有分别用于检测车辆横向加速度和纵向加速度的横向加速度传感器和纵向加速度传感器。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的座椅总成，其特征在于，所述座椅本体通过液压缸设置在所述横向导轨或所述纵向导轨上，在所述车辆的垂向加速度大于预设值时所述座椅本体在所述液压缸的作用下在所述垂向加速度的反方向上运动。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的座椅总成，其特征在于，所述座椅本体上还设置有用于检测车辆的垂向加速度的垂向加速度传感器。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的座椅总成，其特征在于，所述座椅本体通过多个所述液压缸设置在所述横向导轨或/和所述纵向导轨上。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的座椅总成，其特征在于，多个所述液压缸包括：设置在所述座椅本体底侧面的左前区域的第一液压缸、设置在所述座椅本体底侧面的右前区域的第二液压缸、设置在所述座椅本体底侧面的左后区域的第三液压缸、设置在所述座椅本体底侧面的右后区域的第四液压缸。

7.一种车辆，其特征在于，包括：左前座椅、右前座椅、左后座椅和右后座椅，所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅的结构均与权利要求1-6中任一项所述的座椅总成的结构相同。

8.一种用于车辆的主动式座椅控制策略，其特征在于，所述车辆为权利要求7所述车辆，所述控制策略包括至少如下步骤：

S1：检测所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的垂向加速度；

S2：若所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的垂向加速度的方差小于预设值，则座椅本体不进行偏摆，座椅本体仅在前后方向或左右方向上平动；

S3：若所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的垂向加速度的方差大于预设值，座椅进行偏摆。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的主动式座椅控制策略，其特征在于，所述步骤S2包括：

当所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的纵向加速度的均值X＞b，座椅在导轨上以加速度X值进行反向平动；

当所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的横向加速度的均值Y＞c，座椅在导轨上以加速度Y值进行反向平动；

当所述左前座椅、所述右前座椅、所述左后座椅和所述右后座椅所在位置的垂向加速度的均值Z＞d，座椅在导轨上以加速度Z值进行反向平动。

10.根据权利要求8所述的用于车辆的主动式座椅控制策略，其特征在于，所述步骤S3包括：

控制所述第一液压缸以与所述左前座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与所述左前座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制所述第二液压缸以与所述右前座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与所述右前座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制所述第三液压缸以与所述左后座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与所述左后座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动，控制所述第四液压缸以与所述右后座椅所在位置的垂向加速度相反的方向且与所述右后座椅所在位置的垂向加速度相同的加速度运动。

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