CN115139878A - 座椅的安全保护方法、座椅的安全保护系统及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种座椅的安全保护方法、座椅的安全保护系统及汽车，所述座椅的安全保护方法包括以下步骤：S1、根据车辆发生碰撞的程度及座椅的乘坐状态来确定是否需要触发座椅靠背转动功能，若是，则所述座椅靠背转动功能被触发；S2、所述座椅靠背克服阻尼力向车辆行驶的方向转动。当车辆发生不可避免的正面碰撞时，根据车辆发生碰撞的程度及座椅的乘坐状态来触发座椅靠背转动功能。在座椅靠背自身及乘员的惯性作用下，随着碰撞过程向前转动，就是车辆行驶的方向转动，在转动过程中阻尼力对乘员施加一定的约束力进而吸收乘员的动能，从而减少对乘员的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及汽车座椅领域，特别涉及一种座椅的安全保护方法、座椅的 安全保护系统及汽车。
背景技术
目前汽车领域中的安全带，除特殊用途的车辆，大多数的汽车安全带采 用三点式安全带，其中，至少有两个锚点或固定点是固定在车身结构上，另 外一个点是锁扣，可以固定在座椅上，当然，也有将汽车安全带的三个点都 固定在车身上的设计。车身上的固定点作为安全带的锚点，需要有足够的强 度并且不能松脱，以提供安全带在碰撞过程中给驾乘人的约束力，但过大的 约束力又会给驾乘人员胸部产生伤害，所以就有了限力安全带。在车辆行驶 过程中，如果将靠背放倒，乘员半躺或完全躺倒进行休息，若此时发生车辆 正面碰撞，固定在车身结构上的传统安全带及气囊对乘员将无法提供有效保 护。
随着汽车智能化、自动驾驶或无人驾驶技术的发展，将会部分解放或完 全解放车内驾驶人员对驾驶过程的关注，车内的驾驶员、尤其副驾侧的乘员 将有更多可能的坐姿。可以归纳出三种坐姿，1)正常驾乘坐姿，2)工作坐 姿，3)休闲坐姿。具体正常驾乘坐姿是指驾乘人员完全关注车辆的行驶状 况，一般座椅靠背调节座椅的设计位置，如25度左右；工作坐姿，驾乘人 员将不关注车辆行驶状况，可以在车辆内进行工作或娱乐，座椅靠背调节到 45度左右；而对于休闲坐姿，驾、乘人员彻底不关注车辆行驶，可以闭眼休 息，座椅靠背调节到60度，甚至更大角度。
现有技术中的汽车座椅，尤其是前排座椅的靠背在调整角度后，座椅靠 背通过座椅调角器将靠背角度锁止并固定，在发生碰撞时座椅靠背是不能进 行转动的。当发生不可避免的正面或侧面碰撞之后，现有技术或传统汽车安 全约束系统是很难保护处于工作坐姿或者休闲坐姿的驾乘人员，甚至还会使 得伤害更为严重。因为，现有的碰撞安全技术方案是仅针对于驾乘人员处于 驾乘位置或根据座椅的设计位置而进行的碰撞安全伤害进行保护的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的汽车座椅的安全保 护系统很难保护处于工作坐姿或者休闲坐姿的驾乘人员，甚至还会使得伤害 更为严重的缺陷，提供一种座椅的安全保护方法、座椅的安全保护系统及汽 车。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种座椅的安全保护方法，其特点在于，所述座椅的安全保护方法包括 以下步骤：
S1、根据车辆发生碰撞的程度及座椅的乘坐状态来确定是否需要触发座 椅靠背转动功能，若是，则所述座椅靠背转动功能被触发；
S2、所述座椅靠背克服阻尼力向车辆行驶的方向转动。
在本方案中，当车辆发生不可避免的碰撞时，根据车辆发生碰撞的程度 及座椅的乘坐状态来触发座椅靠背转动功能。在转动过程中阻尼力对乘员施 加一定的约束力进而吸收乘员的动能，从而减少对乘员的伤害。
较佳地，在步骤S1中包括以下步骤：
S11、根据车辆碰撞程度判断是否满足气囊控制单元点爆的条件，若是 则执行步骤S12；
S12、判断座椅是否处于半躺或者是平躺状态，若是，则执行步骤S13；
S13、触发所述座椅靠背转动功能。
在本方案中，当车辆的碰撞程度严重到需要点爆气囊控制单元时，若座 椅靠背处于半躺或者平躺状态时，由于驾乘人员会出现严重的下潜现象，而 且驾乘人员的头、颈、胸远离正面气囊，即便是气囊展开，也无法下降以对 驾乘人员进行有效的保护。因此，在乘客处于半躺或者平躺状态时，触发座 椅靠背的转动功能，使得在碰撞时，座椅靠背随着碰撞过程向车辆行驶的方 向旋转，以减轻碰撞时对乘员的冲击力，进而减小对乘员的伤害。
较佳地，步骤S12之后还包括：
根据点爆策略触发安全带预紧及头套气囊。
在本方案中，当座椅在半躺或者平躺状态下，车辆发生猛烈的正面碰撞 后，在座椅靠背向前转动的同时，通过点爆策略触发安全带预紧及头套气囊。 安全带预紧与驾乘人员施加一约束力，以减小二次碰撞的风险；另一方面头 套气囊对人体的头部、颈部和胸部进行保护，以进一步减小对驾乘人员的伤 害。
较佳地，步骤S12之后还包括：
根据点爆策略触发正面安全气囊。
在本方案中，座椅在半躺或者平躺状态下，车辆发生猛烈的碰撞后，在 座椅靠背向前转动的同时，还可以通过触发正面安全气囊，使得当座椅靠背 向前转动至不能转动时，即便是驾乘人员在惯性下向前移动，正面安全气囊 也可以对驾乘人员进行有效保护，从而提高安全性能。
较佳地，在步骤S2中，所述座椅靠背中设置有切换装置，当所述座椅 靠背的转动功能被触发，所述切换装置被解锁，所述切换装置可推动所述座 椅靠背向前转动。通过切换装置主动推动座椅靠背向前转动，以提高发生正 面碰撞时，座椅靠背转动的可靠性。
较佳地，所述座椅靠背转动的动力来自于碰撞时座椅靠背及人体的惯性， 和/或，安全带的拉力。在座椅靠背自身及乘员的惯性作用下，以及安全带的 拉力下，座椅靠背随着碰撞过程向前转动，也就是向车辆行驶的方向转动。 不额外增加座椅靠背转动的动力装置，结构简单，并能保证座椅靠背转动的 可靠性。
较佳地，在步骤S2之后还有以下步骤：
S3、根据座椅靠背旋转的角度判断所述座椅靠背是否转动至极限位置， 若是，则进入步骤S4；
S4、所述座椅靠背停止转动。
一种座椅的安全保护系统，其特点在于，所述安全保护系统包括：
座椅靠背；
座椅坐盆，所述座椅靠背可相对于所述座椅坐盆转动；
安全带，所述安全带的至少有一个固定点连接于所述座椅靠背的上端；
切换装置，所述切换装置与所述座椅靠背可转动连接，所述切换装置与 所述座椅坐盆固定；所述切换装置具有锁止状态和解锁状态；
当车辆未发生碰撞或者碰撞程度不需要触发所述座椅靠背的转动功能 时，所述切换装置处于锁止状态；
当车辆发生的碰撞程度需要触发座椅靠背的转动功能时，所述切换装置 被切换至解锁状态，所述座椅靠背能相对所述座椅坐盆向车辆行驶的方向转 动。
在本方案中，通过将安全带的一个固定点连接在座椅靠背的上端，使得 发生碰撞时，在驾乘人员的惯性的作用下，安全带能对座椅靠背施加拉力， 为座椅靠背的转动提供切向力。通过在座椅靠背和座椅坐盆之间安装一切换 装置，使得当需要触发座椅靠背的转动功能时，座椅靠背能向车辆行驶的方 向转动。一方面通过座椅靠背的转动吸收驾乘人员的动能，以减小对驾乘人 员的伤害，而且还可以较小驾乘人员与座椅靠背二次碰撞的伤害；另一方面， 座椅靠背可旋转至有利于安全带、正面安全气囊和侧气囊对驾乘人员进行有 效保护的位置，以进一步减轻对驾乘人员的伤害。
较佳地，当所述切换装置被切换至解锁状态时，所述座椅靠背与所述切 换装置相对固定，所述座椅靠背与所述切换装置同时相对所述座椅坐盆转动。
较佳地，所述切换装置包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部 与所述座椅坐盆可转动连接，所述第二连接部位于所述切换装置上背离所述 第一连接部的一端，所述第二连接部与所述座椅坐盆连接以限制所述切换装 置绕着所述第一连接部相对所述座椅坐盆转动。第一连接部与座椅坐盆可转 动连接，使得座椅靠背与切换装置固定后的整体能绕着第一连接部相对座椅 坐盆旋转。通过第二连接部限制切换装置绕着第一连接部相对座椅坐盆转动， 使得在未发生碰撞的状态下，切换装置与座椅坐盆是相对固定不动的，以保 证驾乘人员乘坐的舒适性。
较佳地，所述切换装置包括转轴和切换本体，所述转轴设于所述第一连 接部处；
所述转轴固定于所述座椅坐盆，所述切换本体与所述转轴可转动连接；
或者，所述转轴固定于所述切换本体，所述座椅坐盆与所述转轴可转动 连接。
在本方案中，通过以上的结构形式来实现切换本体相对于座椅坐盆的转 动，结构简单，安装方便。
较佳地，所述切换装置处于解锁状态时，所述第二连接部与所述座椅坐 盆分离。通过第二连接部与座椅坐盆的分离来实现对切换装置的解锁，进而 实现切换装置相对于座椅坐盆的转动功能。
较佳地，所述安全保护系统包括控制单元，所述控制单元与所述切换装 置电连接，所述控制单元控制所述第二连接部与所述座椅坐盆分离。通过控 制单元来控制第二连接部与座椅坐盆的分离，以使得切换装置的解锁更为智 能化，进而保证座椅靠背旋转功能启动的可靠性，进而提高座椅的安全保护 系统的可靠性。
较佳地，所述第二连接部上还连接有一推送组件，所述推送组件对所述 第二连接部施加一斜向上的推力以推动所述切换装置向前旋转。当第二连接 部与座椅座盆分离时，切换装置及座椅靠背在推送组件的推力下向前旋转。
较佳地，所述第一连接部上设置有防反转组件，所述防反转组件限制所 述切换装置和所述座椅靠背向背离所述车辆行驶的方向转动。防反转组件用 于对切换装置进行限位，以防止在碰撞的反作用力下向后反转，以进一步提 高安全保护系统的安全性能。
较佳地，所述座椅的安全保护系统还包括用于阻止所述切换装置相对所 述座椅坐盆转动的能量吸收装置，所述能量吸收装置同时与所述切换装置和 所述座椅坐盆连接。能量吸收装置阻止切换装置相对座椅坐盆转动，使得当 发生碰撞时，驾乘人员及座椅靠背自身的惯性以及安全带的拉力必须克服能 量吸收装置对切换装置的阻尼力才能向前旋转。能量吸收装置对切换装置产 生的阻尼力能对驾乘人员提供约束力，在座椅靠背随动过程中一直吸收驾乘 人员向前的动能，从而减小碰撞对驾乘人员造成的伤害。
较佳地，所述安全保护系统包括调角器，所述座椅靠背和所述切换装置 通过所述调角器可转动连接。调角器用于在车辆处于正常状态下(即未发生 碰撞的情况下)，驾乘人员对座椅靠背的角度进行调节。
较佳地，当所述切换装置处于解锁状态时，所述调角器处于锁止状态。 当发生碰撞并触发切换装置的解锁状态时，座椅靠背相对座椅坐盆的旋转是 指切换装置与座椅靠背同时相对座椅坐盆旋转，此时调角器是处于锁止状态， 也就是说，此时座椅靠背和切换装置被调角器锁死，两者是相对固定不动的。
较佳地，所述座椅的安全保护系统还包括头套气囊，所述头套气囊设 于所述座椅靠背的内部，所述头套气囊用于覆盖驾乘人员的头部、颈部及胸 部。头套安全气囊在发生正面碰撞后，随着座椅靠背的转动展开。由于座椅 靠背在发生正面碰撞过程中，随着驾乘人员的移动而向前旋转，安装在座椅 靠背上的头套气囊展开后始终覆盖驾乘人员的头、颈、胸，当座椅靠背转动 到特定角度时，座椅靠背将转动到极限位置并不能继续转动，如果此时乘员 没有完全被约束，即驾乘人员与车内仍有相对运动趋势，此后对驾乘人员的 约束及进一步降低乘员的伤害主要由安全带和气囊负责。此时，头套安全气 囊作为缓冲装置进一步吸收驾乘人员的动能，以进一步降低对驾乘人员的伤 害。即便是发生侧面碰撞，无论座椅处于什么位置，头套安全气囊展开后， 都可以对驾乘人员进行侧面保护。
较佳地，所述头套气囊安装于所述座椅靠背上靠近中央通道的一侧。
较佳地，所述安全带为预紧安全带。采用预紧安全带，使得在发生碰撞 时，安全带能自动拉紧以对驾乘人员施加约束力，以吸收驾乘人员的动能， 进而减小碰撞造成的伤害。
一种汽车，其特点在于，其包含如上所述的座椅的安全保护系统。
在本方案中，在汽车座椅中采用如上的安全保护系统，当发生正面碰撞 时，通过对切换装置进行解锁，使得处于半躺或者平躺状态下的座椅靠背， 在驾乘人员的惯性及安全带的拉力的共同作用下，克服阻尼力向车辆行驶的 方向转动，在这个过程中，阻尼力能吸收驾乘人员的动能以降低对驾乘人员 的伤害。同时，传统的正面安全气囊及头套气囊也能对驾乘人员进行缓冲进 而吸收驾乘人员的动能，从而降低对驾乘人员的伤害。采用这种安全保护系 统，弥补了现有技术中汽车安全约束系统很难保护处于工作坐姿及休闲坐姿的驾乘人员，甚至还会造成更严重伤害的缺陷。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发 明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明的座椅的安全保护方法，当车辆发 生不可避免的碰撞时，根据车辆发生碰撞的程度及座椅的乘坐状态来触发座 椅靠背转动功能。在座椅靠背自身及乘员的惯性作用下，座椅靠背随着碰撞 过程向前转动，就是车辆行驶的方向转动，在转动过程中阻尼力对乘员施加 一定的约束力进而吸收乘员的动能，从而减少对乘员的伤害。
本发明的座椅的安全保护系统，通过在座椅靠背和座椅坐盆之间安装一 切换装置，使得当需要触发座椅靠背的转动功能时，座椅靠背能向车辆行驶 的方向转动。一方面通过座椅靠背的转动吸收驾乘人员的动能，以减小对驾 乘人员的伤害，而且还可以较小驾乘人员与座椅靠背二次碰撞的伤害；另一 方面，座椅靠背可旋转至有利于安全带、正面安全气囊和侧气囊对驾乘人员 进行有效保护的位置，以进一步减轻对驾乘人员的伤害。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的座椅的安全保护方法的流程示意图。
图2为本发明较佳实施例的座椅的安全保护系统的结构示意图。
图3为本发明较佳实施例的座椅靠背不同状态的结构示意图。
图4为本发明较佳实施例的座椅靠背处于平躺状态的结构示意图。
图5为本发明较佳实施例的座椅的安全保护系统的剖面结构示意图。
图6为本发明较佳实施例的座椅的头套气囊展开后的结构示意图。
图7为本发明较佳实施例的座椅靠背随动过程的简单示意图。
附图标记说明：
座椅靠背 10
座椅坐盆 20
安全带 30
切换装置 40
第一连接部 401
第二连接部 402
转轴 403
切换本体 404
调角器 50
头套气囊 60
正常乘坐坐姿 70
工作坐姿 80
休闲坐姿 90
FS 100
Fb 101
Mf 102
Fs’ 103
具体实施方式
下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不 因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
由于汽车智能化及汽车主动安全的发展，车内的驾乘人员将可以有更多 乘坐场景，座椅靠背10处于正常乘坐坐姿70时，座椅靠背与竖直方向的夹 角在25°左右，座椅靠背10可以调至半躺(也就是工作坐姿80)，此时座 椅靠背10与竖直方向之间的夹角大概在40°-50°之间；座椅靠背10还可 以调至平躺状态(也就是休闲坐姿90)，此时座椅靠背10与竖直方向之间的 夹角大概在60°以上。但在发生不可避免的正面碰撞时，现有约束系统(安全带30、气囊)将无法对驾乘人员进行有效保护，因为驾乘人员出现严重的 下潜现象，同时驾乘人员的头、颈、胸远离正面气囊，气囊即便展开，也无 法对降低对驾乘人员进行有效保护。
针对现有技术中的以上缺陷，如图2至图7所示，本实施例提供了一种 座椅的安全保护系统，该安全保护系统包括座椅靠背10、座椅坐盆20、安 全带30及切换装置40。其中，座椅靠背10可相对于座椅坐盆20转动；安 全带30的至少有一个固定点连接于座椅靠背10的上端；切换装置40与座 椅靠背10可转动连接，切换装置40与座椅坐盆20固定；切换装置40具有 锁止状态和解锁状态。当车辆未发生碰撞或者碰撞程度不需要触发座椅靠背 10的转动功能时，切换装置40处于锁止状态；当车辆发生的碰撞程度需要 触发座椅靠背10的转动功能时，切换装置40被切换至解锁状态，座椅靠背 10能相对座椅坐盆20向车辆行驶的方向转动。
通过将安全带30的一个固定点连接在座椅靠背10的上端，使得发生碰 撞时，在驾乘人员的惯性的作用下，安全带30能对座椅靠背10施加拉力， 为座椅靠背10的转动提供切向力。通过在座椅靠背10和座椅坐盆20之间 安装一切换装置40，使得当需要触发座椅靠背10的转动功能时，座椅靠背 10能向车辆行驶的方向转动。一方面通过座椅靠背10的转动吸收驾乘人员 的动能，以减小对驾乘人员的伤害，而且还可以减小驾乘人员与座椅靠背10二次碰撞的伤害；另一方面，座椅靠背10可旋转至有利于正面安全气囊和 侧气囊对驾乘人员进行有效保护的位置，以进一步减轻对驾乘人员的伤害。
对于切换装置40的结构不做限制，只要是在控制系统发出对切换装置40进行解锁的指令，使得座椅靠背10能相对座椅坐盆20旋转即可。座椅靠 背10可以是相对切换装置40和座椅坐盆20转动；也可以是座椅靠背10与 切换装置40同时相对座椅坐盆20进行转动。在本实施例中，采用后者。具 体地，当切换装置40被切换至解锁状态时，座椅靠背10与切换装置40相 对固定，座椅靠背10与切换装置40同时相对座椅坐盆20转动。
需要说明的是，在本实施例中，当发生不可避免的正面碰撞时，碰撞程 度较轻不需要触发切换装置的解锁状态，或者是，如果座椅靠背处于正常乘 坐坐姿70，切换装置不会被解锁；只有碰撞猛烈到需要触发切换装置的解锁 状态，并且座椅靠背处于工作坐姿80或者休闲坐姿90时，切换装置才会被 解锁。
进一步地，切换装置40包括位于切换装置40朝向座椅坐盆20的一端 设置的第一连接部401和第二连接部402，其中，第一连接部401位于切换 装置40的前端，第二连接部402位于切换装置40的后端，也就是说第二连 接部402位于切换装置40上背离第一连接部401的一端。第一连接部401 与座椅坐盆20可转动连接，第二连接部402与座椅坐盆20连接以限制切换 装置40绕着第一连接部401相对座椅坐盆20转动。当然，第二连接部402 与座椅坐盆20是可以分离的。第一连接部401与座椅坐盆20可转动连接， 使得座椅靠背10与切换装置40固定后的整体能绕着第一连接部401相对座 椅坐盆20旋转。通过第二连接部402限制切换装置40绕着第一连接部401 相对座椅坐盆20转动，使得在未发生碰撞的状态下，切换装置与座椅坐盆 20是相对固定不动的，以保证驾乘人员乘坐的舒适性。
具体地，切换装置40包括转轴403和切换本体404，转轴403设于第一 连接部401处。其中，转轴403固定于座椅坐盆20，切换本体404与转轴 403可转动连接；当然，也可是转轴403固定于切换本体404，座椅坐盆20 与转轴403可转动连接。通过以上的结构形式来实现切换本体404相对于座 椅坐盆20的转动，结构简单，安装方便。切换装置40处于解锁状态时，第 二连接部402与座椅坐盆20分离。通过第二连接部402与座椅坐盆20的分 离来实现对切换装置40的解锁，进而实现切换装置40相对于座椅坐盆20 的转动功能。
在本实施例中，安全保护系统包括控制单元，控制单元与切换装置40 电连接，控制单元控制第二连接部402与座椅坐盆20分离。通过控制单元 来控制第二连接部402与座椅坐盆20的分离，以使得切换装置40的解锁更 为智能化，进而保证座椅靠背10旋转功能启动的可靠性，进而提高座椅的 安全保护系统的可靠性。第二连接部402上还连接有一推送组件，推送组件 对第二连接部402施加一斜向上的推力以推动切换装置40向前旋转。当第二连接部402与座椅座盆分离时，切换装置40及座椅靠背10在推送组件的 推力下向前旋转。也就是说，座椅靠背10及切换装置40相对座椅座盆的转 动，还可以是通过碰撞时驾乘人员的惯性、安全带30的拉力及推动装置的 推力的结合来实现。当然，推动装置只能推动座椅靠背10转动10-15°，此 后能量吸收装置开始起作用。也可以不采用推送组件进行推送，直接通过驾 乘人员的惯性、安全带30的拉力与能量吸收装置的相互作用实现座椅靠背10的转动。
需要说明的是，切换本体404相对转轴403的旋转是单向的，也就是说 切换本体404只能相对转轴403向前旋转，不能向后旋转。这是因为，在第 一连接部401上设置有防反转组件，防反转组件限制切换装置40和座椅靠 背10向背离车辆行驶的方向转动。防反转组件用于对切换装置40进行限位， 以防止在碰撞的反作用力下向后反转，从而避免对驾乘人员造成二次伤害， 以进一步提高安全保护系统的安全性能。
更进一步地，座椅的安全保护系统还包括用于阻止切换装置40相对 座椅坐盆20转动的能量吸收装置，能量吸收装置同时与切换装置40和座椅 坐盆20连接。能量吸收装置阻止切换装置40相对座椅坐盆20转动，使得 当发生碰撞时，驾乘人员及座椅靠背10自身的惯性以及安全带30的拉力必 须克服能量吸收装置对切换装置40的阻尼力才能向前旋转。阻尼力是由切 换装置40内部的能量吸收装置产生，能量吸收装置，可以是通过切割、材 料屈服变形等产生恒定阻力，在这个转动过程中，座椅靠背10的转动将吸 收乘员的动能，同时改善安全带30对乘员的约束方向。在座椅靠背10随动 过程中一直吸收驾乘人员向前的动能，从而减小碰撞对驾乘人员造成的伤害。
在本实施例中，安全保护系统包括调角器50，座椅靠背10和切换装置 40通过调角器50可转动连接。调角器50用于在车辆处于正常状态下(即未 发生碰撞的情况下)，驾乘人员对座椅靠背10的角度进行调节。当切换装置 40处于解锁状态时，调角器50处于锁止状态。当发生碰撞并触发切换装置 40的解锁状态时，座椅靠背10相对座椅坐盆20的旋转是指切换装置40与 座椅靠背10同时相对座椅坐盆20旋转，此时调角器50是处于锁止状态， 也就是说，此时座椅靠背10和切换装置40被调角器50锁死，两者是相对 固定不动的。
而且，座椅的安全保护系统还包括头套气囊60，头套气囊60设于座椅 靠背10的内部，头套气囊60用于覆盖驾乘人员的头部、颈部及胸部。头套 安全气囊在发生正面碰撞后，随着座椅靠背10的转动展开。由于座椅靠背 10在发生正面碰撞过程中，随着驾乘人员的移动而向前旋转，安装在座椅靠 背10上的头套气囊60展开后始终覆盖驾乘人员的头、颈、胸，当座椅靠背 10转动到特定角度时，座椅靠背10将转动到极限位置并不能继续转动，如 果此时乘员没有完全被约束，即驾乘人员与车内仍有相对运动趋势，此后对 驾乘人员的约束及进一步降低乘员的伤害主要由安全带30和气囊负责。此 时，头套安全气囊作为缓冲装置进一步吸收驾乘人员的动能，以进一步降低 对驾乘人员的伤害。即便是发生侧面碰撞，当驾乘人员处于工作坐姿或休闲 坐姿时，由于头部位置比较低，不在传统的侧气帘的保护区域，不能有效地 进行保护，头套安全气囊展开后，都可以对驾乘人员进行侧面保护。头套气囊60安装于座椅靠背10上靠近中央通道的一侧。
在本实施例中，安全带30为预紧安全带30。采用预紧安全带，使得在 发生碰撞时，安全带30能自动拉紧以对驾乘人员施加约束力，以吸收驾乘 人员的动能，进而减小碰撞造成的伤害。
本实施例提供的座椅的安全保护系统的工作原理如下：
当车辆发生正面碰撞时或之前，如果Airbag Control Unit(安全气囊控 制单元，以下简称ACU)或其它电子安全控制器判断为较猛烈的碰撞，需 要保护驾乘人员的碰撞安全，将触发约束系统对驾乘人员进行保护。如果此 时驾乘人员处于正常驾乘坐姿，传统约束系统将正常发挥作用。如果驾乘人 员是处于工作位置或休闲位置时，也就是座椅靠背10的倾斜角度大于40° 时，ACU或其它电子安全控制器将按照点爆策略触发传统约束系统以外， 将触发座椅转动切换装置40，也就是将切换装置40切换至解锁状态。此时， 切换装置40中的第二连接部402与座椅坐盆20分离，座椅靠背10和切换 装置一起可以向前(行驶方向)转动，但此时的转动不是自由的。这是因为 在切换装置中还设置有能量吸收装置，该能量吸收装置对切换装置施加反向 转动阻尼力力矩Mf 102。
具体地，车辆发生正面碰撞后，驾乘人员因为惯性将相对于车辆乘员舱 继续向前运动，拉动所配戴的安全带30的肩带，结合图4予以理解，安全 带30上的固定点在图示位置，图2中由于安全带30是固定在座椅上，无论 安全带30是否有预紧，安全带30的肩带在起约束作用时都通过固定点拉动 座椅靠背10，这部分的力为Fs 100，力的方向如图4中所示，同时座椅的靠 背本身有质量，惯性力为Fb101，力的方向如图4中所示意。随着碰撞过程， Fs和Fb将不断增大，当Fs100和Fb101所产生向前转动的力矩大于能量吸收 装置产生的阻尼力力矩Mf102时，座椅靠背10将随着乘员向前自动转动， 从而实现随动。
而切换装置40及座椅靠背10的转动具体为：调角器50的转动轴是 座椅靠背10正常使用时靠背转动的旋转轴，第一连接部401上的转轴403 和第二连接部402将切换装置40固定在座椅座盆的骨架上。当发生上述碰 撞时，且驾乘人员处于工作坐姿或休闲坐姿时，第二连接部402上与座椅坐 盆20连接的地方将与座椅座盆骨架脱开，此时调角器50是处于锁止状态， 也就是说座椅靠背10不能绕着调角器50的转动轴转动，当第二连接部402 脱开后，座椅靠背10连同切换装置40将可以绕着第一连接部401处的转轴 403转动，转动方向如图5中示意的箭头方向。在绕着第一连接部401处的 转轴403转动的过程中，通过能量吸收装置产生的反向阻尼力吸收驾乘人员 的动能。
座椅靠背10在自身惯性及安全带30肩带的拉力的作用下，在转动过程 中，由于切换装置40内部有一个能量吸收装置，靠背转动时需要克服阻尼 力力矩Mf102，相当于对驾乘人员提供设定的约束力，所以在座椅靠背10 随动过程中，一直吸收驾乘人员向前的动能。
当座椅靠背10转动到某个特定角度α时，也就是说，座椅靠背10将转 动到极限位置并不能继续转动。但是此时，驾乘人员并没有被完全约束，驾 乘人员与车内仍有相对运动趋势，此后对乘员的约束及进一步降低乘员的伤 害主要由安全带30和气囊负责。其中，头套气囊60是安装在座椅侧面，并 靠近中央通道一侧，在座椅靠背10转动过程中展开，并覆盖驾乘人员的头 部、颈部及胸部区域，如图7中虚线区域所示。为了便于理解，下面以副驾 为例进行方案描述，头套气囊60为非对称结构，上部气囊从乘员的头部两 侧展开，靠近中央通道的气囊与上部气囊相通，下部覆盖乘员的肩部，并在 乘员胸部产生气囊腔体，如图7所示；另外，结合图4、图7，当座椅靠背 10从图4位置转动到图7的极限位置时，图4中安全带30上固定点位置， 转到图7中的位置，此时安全带肩带力Fs’103与碰撞方向基本一致，将更有 利地对驾乘人员进行约束。当在发生正面碰撞时，由于座椅靠背随着乘员惯 性转动，安装在座椅上的头套气囊60及正面对乘员的保护区域始终有效， 不会因为座椅靠背10的调整而发生变化。另外，头套气囊60的胸部的气囊 腔体，将弥补因为座椅后调、座椅靠背10后倒使远离侧气囊而降低保护效 果的不足。
本发明，通过以上的机构形式，解决了长期以来现有技术中针对驾乘人 员，尤其副驾(乘员侧)或其它非驾驶位置，在座椅靠背10向后放倒到较 大角度，即乘员在半躺或全躺坐姿下，在车辆发生碰撞，尤其是正面碰撞时， 约束系统无法进行有效保护的问题。在碰撞过程中，座椅靠背10随着碰撞 过程利用自身、乘员的惯性自动拉动座椅靠背10转动，座椅靠背10在转动 过程中，通过阻力吸收乘员的动能，改善安全带30对乘员约束位置，从而降低乘员的伤害；同时可应用于未来自动、无人驾驶场景下，对驾乘人员的 碰撞保护。
实施例2
如图1所示，本实施例提供一种座椅的安全保护方法，座椅的安全保护 方法包括以下步骤：
S1、根据车辆发生碰撞的程度及座椅的乘坐状态来确定是否需要触发座 椅靠背10转动功能，若是，则座椅靠背10转动功能被触发；
S2、座椅靠背10克服阻尼力向车辆行驶的方向转动。
当车辆发生不可避免的碰撞时，根据车辆发生碰撞的程度及座椅的乘坐 状态来触发座椅靠背10转动功能。在座椅靠背10自身及乘员的惯性作用下， 以及安全带的作用力下，座椅靠背10随着碰撞过程向前转动，就是车辆行 驶的方向转动，在转动过程中阻尼力对乘员施加一定的约束力进而吸收乘员 的动能，从而减少对乘员的伤害。在本实施例中，座椅靠背的转动功能的触 发是通过将切换装置切换至解锁状态，使得座椅靠背能相对座椅坐盆进行转 动。当然，切换装置还可以推动座椅靠背向前转动的角度在10°-15°之间。通过切换装置主动推动座椅靠背向前转动，以提高发生正面碰撞时，座椅靠 背转动的可靠性。在其他实施例中，座椅靠背的转动功能的触发，也可以通 过其他结构来实现。
在步骤S1中包括以下步骤：
S11、根据车辆碰撞程度判断是否满足气囊控制单元点爆的条件，若是 则执行步骤S12；
S12、判断座椅是否处于半躺或者是平躺状态，若是，则执行步骤S13；
S13、触发座椅靠背10转动功能。
当车辆的碰撞程度严重到需要点爆气囊控制单元时，若座椅靠背10处 于半躺或者平躺状态时，由于驾乘人员会出现严重的下潜现象，而且驾乘人 员的头、颈、胸远离正面气囊，即便是气囊展开，也无法下降以对驾乘人员 进行有效的保护。因此，在乘客处于半躺或者平躺状态时，触发座椅靠背10 的转动功能，使得在碰撞时，座椅靠背10随着碰撞过程向车辆行驶的方向 旋转，以减轻碰撞时对乘员的冲击力，进而减小对乘员的伤害。
步骤S12之后还包括S13’：根据点爆策略触发安全带预紧及头套气囊 60。当座椅在半躺或者平躺状态下，车辆发生猛烈的碰撞后，在座椅靠背10 向前转动的同时，通多点爆策略触发安全带预紧及头套气囊60。安全带预紧 与驾乘人员施加一约束力，以减小二次碰撞的风险；另一方面头套气囊60 对人体的头部、颈部和胸部进行保护，以进一步减小对驾乘人员的伤害。
步骤S12之后还包括S13”：根据点爆策略触发正面安全气囊。座椅在半 躺或者平躺状态下，车辆发生猛烈的正面碰撞后，在座椅靠背10向前转动 的同时，还可以通过触发正面安全气囊，使得当座椅靠背10转动至最大角 度时，即便是驾乘人员在惯性下向前移动，正面安全气囊也可以对驾乘人员 进行有效保护，从而提高安全性能。在步骤S2之后还有以下步骤：S3、根 据座椅靠背10旋转的角度判断座椅靠背10是否转动至极限位置，若是，则 进入步骤S4；S4、座椅靠背10停止转动。
实施例3
本实施例提供一种汽车，其包含如上的座椅的安全保护系统。在汽车座 椅中采用如上的安全保护系统，当发生正面碰撞时，通过对切换装置40进 行解锁，使得处于半躺或者平躺状态下的座椅靠背10，在驾乘人员的惯性及 安全带30的拉力的共同作用下，克服阻尼力向车辆行驶的方向转动，在这 个过程中，阻尼力能吸收驾乘人员的动能以降低对驾乘人员的伤害。同时， 传动的正面安全气囊及头套气囊60也能对驾乘人员进行缓冲进而吸收驾乘 人员的动能，从而降低对驾乘人员的伤害。采用这种安全保护系统，弥补了 现有技术中汽车安全约束系统很难保护处于工作坐姿及休闲坐姿的驾乘人 员，甚至还会造成更严重伤害的缺陷。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理 解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领 域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式 做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (22)
1.一种座椅的安全保护方法，其特征在于，所述座椅的安全保护方法包括以下步骤：
S1、根据车辆发生碰撞的程度及座椅的乘坐状态来确定是否需要触发座椅靠背转动功能，若是，则所述座椅靠背转动功能被触发；
S2、所述座椅靠背克服阻尼力向车辆行驶的方向转动。
2.如权利要求1所述的座椅的安全保护方法，其特征在于，在步骤S1中包括以下步骤：
S11、根据车辆碰撞程度判断是否满足气囊控制单元点爆的条件，若是则执行步骤S12；
S12、判断座椅是否处于半躺或者是平躺状态，若是，则执行步骤S13；
S13、触发所述座椅靠背转动功能。
3.如权利要求2所述的座椅的安全保护方法，其特征在于，步骤S12之后还包括：
根据点爆策略触发安全带预紧及头套气囊。
4.如权利要求2所述的座椅的安全保护方法，其特征在于，步骤S12之后还包括：
根据点爆策略触发正面安全气囊。
5.如权利要求1所述的座椅的安全保护方法，其特征在于，在步骤S2中，所述座椅靠背中设置有切换装置，当所述座椅靠背的转动功能被触发，所述切换装置被解锁，所述切换装置可推动所述座椅靠背向前转动。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的座椅的安全保护方法，其特征在于，在步骤S2中，所述座椅靠背转动的动力来自于碰撞时座椅靠背及人体的惯性，和/或，安全带的拉力。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的座椅的安全保护方法，其特征在于，在步骤S2之后还有以下步骤：
S3、根据座椅靠背旋转的角度判断所述座椅靠背是否转动至极限位置，若是，则进入步骤S4；
S4、所述座椅靠背停止转动。
8.一种座椅的安全保护系统，其特征在于，所述安全保护系统包括：
座椅靠背；
座椅坐盆，所述座椅靠背可相对于所述座椅坐盆转动；
安全带，所述安全带的至少有一个固定点连接于所述座椅靠背的上端；
切换装置，所述切换装置与所述座椅靠背可转动连接，所述切换装置与所述座椅坐盆固定；所述切换装置具有锁止状态和解锁状态；
当车辆未发生碰撞或者碰撞程度不需要触发所述座椅靠背的转动功能时，所述切换装置处于锁止状态；
当车辆发生的碰撞程度需要触发座椅靠背的转动功能时，所述切换装置被切换至解锁状态，所述座椅靠背能相对所述座椅坐盆向车辆行驶的方向转动。
9.如权利要求8所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，当所述切换装置被切换至解锁状态时，所述座椅靠背与所述切换装置相对固定，所述座椅靠背与所述切换装置同时相对所述座椅坐盆转动。
10.如权利要求9所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述切换装置包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述座椅坐盆可转动连接，所述第二连接部位于所述切换装置上背离所述第一连接部的一端，所述第二连接部与所述座椅坐盆连接以限制所述切换装置绕着所述第一连接部相对所述座椅坐盆转动。
11.如权利要求10所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述切换装置包括转轴和切换本体，所述转轴设于所述第一连接部处；
所述转轴固定于所述座椅坐盆，所述切换本体与所述转轴可转动连接；
或者，所述转轴固定于所述切换本体，所述座椅坐盆与所述转轴可转动连接。
12.如权利要求10所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述切换装置处于解锁状态时，所述第二连接部与所述座椅坐盆分离。
13.如权利要求12所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述安全保护系统包括控制单元，所述控制单元与所述切换装置电连接，所述控制单元控制所述第二连接部与所述座椅坐盆分离。
14.如权利要求13所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述第二连接部上还连接有一推送组件，所述推送组件对所述第二连接部施加一斜向上的推力以推动所述切换装置向前旋转。
15.如权利要求10所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述第一连接部上设置有防反转组件，所述防反转组件限制所述切换装置和所述座椅靠背向背离所述车辆行驶的方向转动。
16.如权利要求8-15中任意一项所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述座椅的安全保护系统还包括用于阻止所述切换装置相对所述座椅坐盆转动的能量吸收装置，所述能量吸收装置同时与所述切换装置和所述座椅坐盆连接。
17.如权利要求8-15中任意一项所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述安全保护系统包括调角器，所述座椅靠背和所述切换装置通过所述调角器可转动连接。
18.如权利要求17所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，当所述切换装置处于解锁状态时，所述调角器处于锁止状态。
19.如权利要求8-15中任意一项所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述座椅的安全保护系统还包括头套气囊，所述头套气囊设于所述座椅靠背的内部，所述头套气囊用于覆盖驾乘人员的头部、颈部及胸部。
20.如权利要求19所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述头套气囊安装于所述座椅靠背上靠近中央通道的一侧。
21.如权利要求8-15中任意一项所述的座椅的安全保护系统，其特征在于，所述安全带为预紧安全带。
22.一种汽车，其特征在于，其包含如权利要求8-20中任意一项所述的座椅的安全保护系统。
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| CN202110349915.3A CN115139878A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 座椅的安全保护方法、座椅的安全保护系统及汽车 |
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