CN115742903A - 座椅支撑装置及座椅支撑装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种座椅支撑装置及座椅支撑装置的控制方法，包括座椅本体、至少一气袋结构、至少一气压调节组件、压力检测组件以及控制装置，所述气袋结构包括设于所述座椅本体上的气袋和设于所述气袋内部的支撑结构，所述气压调节组件包括充气泵和电磁阀，所述电磁阀设于所述气袋上，用以使所述气袋内的气体通过所述电磁阀排出，所述充气泵连通所述气袋的内腔，用以向所述气袋内充气，所述压力检测组件用以检测所述气袋内的气压，所述控制装置电性连接所述充气泵、所述电磁阀和所述压力检测组件。能够自动控制气袋的充气和放气，进行气压的自动调节，满足安全性和舒适性的要求。

Description

座椅支撑装置及座椅支撑装置的控制方法

技术领域

本发明涉及座椅技术领域，特别涉及座椅支撑装置及座椅支撑装置的控制方法。

背景技术

传统车辆座椅舒适性及安全性保证依靠固定的结构进行保证，其支撑性能的设计往往仅适用于部分人体。对于高端车型采用了更多可调机械结构提供更多更变的调节状态，如：坐垫倾角调整，腿托调整，座椅侧翼调整等，近年，部分专利关注应用充气垫的方式替代传统的机械结构，实现局部座椅支撑状态调整，但依然存在诸多问题。

传统的充气气囊由多个充气单元组成，使用时其内部填充大量的气体，其形状是根据气体填充的程度而随机变化的，与乘坐者接触时，在体感上会让乘坐者有坐在“气球”上的不适感。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种座椅支撑装置及座椅支撑装置的控制方法，旨在限制气袋的整体形状，实现气袋体积的自动调节。

为实现上述目的，本发明提出一种座椅支撑装置，包括：

座椅本体；

至少一气袋结构，包括设于所述座椅本体上的气袋和设于所述气袋内部的支撑结构；

至少一气压调节组件，包括充气泵和电磁阀，所述电磁阀设于所述气袋上，用以使所述气袋内的气体通过所述电磁阀排出，所述充气泵连通所述气袋的内腔，用以向所述气袋内充气；

压力检测组件，用以检测所述气袋内的气压；以及，

控制装置，电性连接所述充气泵、所述电磁阀和所述压力检测组件。

可选地，所述支撑结构包括依次连接、且为柔性材质的多个支撑部，多个所述支撑部分布在所述气袋的内壁面上，且固定安装，能够随着所述气袋内部气压的变化而适应性变形。

可选地，各所述支撑部为多孔海绵条或者尼龙绳。

可选地，所述气袋结构设有多个，多个所述气袋结构间隔的设于所述座椅本体上，用于分别对应人体的腰部和颈部；

所述气压调节组件对应设有多个；

所述压力检测组件包括多个压力传感器，多个所述压力传感器对应多个所述气袋结构设置。

可选地，各所述气压调节组件包括连通所述充气泵和所述气袋的充气管路；

多个所述压力传感器设于多个所述充气管路上。

可选地，所述座椅本体沿其宽度方向相对的两侧分别设有支撑侧翼；

其中两个所述气袋结构设于两个所述支撑侧翼相对的侧面。

本发明还提出一种座椅支撑装置的控制方法，基于上述的座椅支撑装置，包括以下步骤：

获取车辆碰撞传感器检测的加速度信息；

根据所述加速度信息判断车辆的碰撞状态，从而确定对气袋进行补气或者泄气；

控制充气泵或者所述电磁阀工作，并获取所述气袋内的气压值；

当所述气压值满足预设压力参数时，关闭所述充气泵或者所述电磁阀。

可选地，所述根据所述加速度信息判断车辆的碰撞状态，从而确定对气袋进行补气或者泄气的步骤中：

根据所述加速度信息判断车辆为前碰时，需要对所述气袋进行充气补压；

根据所述加速度信息判断车辆为后碰时，需要对所述气袋进行放气泄压。

可选地，所述当所述气压值满足预设压力参数时，关闭所述充气泵或者所述电磁阀的步骤之后还包括：

当车辆碰撞传感器检测的加速度感应信号归零，获取所述气袋内的稳定压力值；

将所述稳定压力值与初始设定压力值比对；

根据对比结果控制所述充气泵或者所述电磁阀开启。

可选地，所述座椅本体沿其宽度方向相对的两侧分别设有支撑侧翼，所述气袋结构设有多个，其中两个所述气袋结构设于两个所述支撑侧翼相对的侧面；

所述座椅支撑装置的控制方法还包括以下步骤：

获取车辆内的整车姿态传感器和轮速传感器检测的整车侧向偏转信息和左右车轮的轮速；

根据所述整车侧向偏转信息和所述左右车轮的轮速，计算得到整车侧偏角度和侧偏减速度，以确定对应的所述支撑侧翼上的气袋的补气量。

本发明的技术方案中，所述支撑结构的设计为所述气袋提供了支撑和限定的作用，限定了所述气袋的外形，使得所述气袋可做成任意形状，不用担心充气后产生大的变形，保证舒适性，同时，根据车辆形式过程中的不同工况，当紧急制动或者发生碰撞时，可以根据所述控制装置发出的指令控制所述充气泵和所述电磁阀的开启或者关闭，从而对所述气袋内充气加压或者放气泄压，并根据所述压机检测组件反馈的信息判断当前气袋内的压力状况，能够自动控制气袋的充气和放气，进行气压的自动调节，满足安全性和舒适性的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的座椅支撑装置一实施例的立体示意图；

图2为图1中气袋和气压调节组件配合的示意图；

图3为本发明提供的座椅支撑装置的控制方法的流程示意图；

图4为图3中座椅支撑装置的控制方法的流程框图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	座椅支撑装置	22	支撑结构
1	座椅本体	31	充气泵
				11	支撑侧翼	32	电磁阀
2	气袋结构	33	充气管路
				21	气袋	35	控制装置

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

传统车辆座椅舒适性及安全性保证依靠固定的结构进行保证，其支撑性能的设计往往仅适用于部分人体。对于高端车型采用了更多可调机械结构提供更多更变的调节状态，如：坐垫倾角调整，腿托调整，座椅侧翼调整等，近年，部分专利关注应用充气垫的方式替代传统的机械结构，实现局部座椅支撑状态调整，但依然存在诸多问题。

传统的充气气囊由多个充气单元组成，使用时其内部填充大量的气体，其形状是根据气体填充的程度而随机变化的，与乘坐者接触时，在体感上会让乘坐者有坐在“气球”上的不适感。

鉴于此，本发明提供一种座椅支撑装置及所述座椅支撑装置的控制方法，解决采用充气单元替代传统座椅结构带来的支撑位置不稳定，过多充气单元亦会造成控制管路复杂等问题，同时考虑充气单元在极限压缩情况下的安全性，满足舒适性、安全性要求。图1至图2为本发明提供的座椅支撑装置的实施例，图3至图4为本发明提供的座椅支撑装置的控制方法的实施例。

请参照图1至图2，座椅支撑装置100包括座椅本体1、至少一气袋结构2、至少一气压调节组件、压力检测组件以及控制装置35，所述气袋结构2包括设于所述座椅本体1上的气袋21和设于所述气袋21内部的支撑结构22，所述气压调节组件包括充气泵31和电磁阀32，所述电磁阀32设于所述气袋21上，用以使所述气袋21内的气体通过所述电磁阀32排出，所述充气泵31连通所述气袋21的内腔，用以向所述气袋21内充气，所述压力检测组件用以检测所述气袋21内的气压，所述控制装置35电性连接所述充气泵31、所述电磁阀32和所述压力检测组件。

本发明的技术方案中，所述支撑结构22的设计为所述气袋21提供了支撑和限定的作用，限定了所述气袋21的外形，使得所述气袋21可做成任意形状，不用担心充气后产生大的变形，保证舒适性，并可在气袋21受压时提供一定的支撑性，同时，根据车辆形式过程中的不同工况，当紧急制动或者发生碰撞时，可以根据所述控制装置35发出的指令控制所述充气泵31和所述电磁阀32的开启或者关闭，从而对所述气袋21内充气加压或者放气泄压，并根据所述压机检测组件反馈的信息判断当前气袋21内的压力状况，能够自动控制气袋21的充气和放气，进行气压的自动调节，满足安全性和舒适性的要求。

进一步的，所述支撑结构22可以为设置在所述气袋21内的柔性支架结构，支架的各部位与所述气袋21的内壁缝制在一起，本实施例中，所述支撑结构22包括依次连接、且为柔性材质的多个支撑部，多个所述支撑部分布在所述气袋21的内壁面上，且固定安装，能够随着所述气袋21内部气压的变化而适应性变形。即所述支撑结构22由多个支撑部拼接得到，各所述支撑部单独安装在所述气袋21不同的位置，从而在气袋21充气变形时，随着气袋21的拉扯随之形变，但是由于所述支撑部的变相量小于所述气袋21，因此不会让所述气袋21出现像气球一样的形状。

本发明不限制所述支撑条的具体材质，各所述支撑部为多孔海绵条或者尼龙绳，也可以是编织网等，在此不做限制。优选为多孔海绵条，结构上与气袋21内表面物理连接，在气袋21充气后可控制气袋21的整体形状，并可在气袋21受压时提供一定的支撑性，这种结构带来的柔软度和贴合性又优于常规座椅海绵结构，整体结构密度相对纯海绵支撑结构22可以进一步降低，实现结构轻量化。

更进一步的，所述气袋结构2设有多个，多个所述气袋结构2间隔的设于所述座椅本体1上，用于分别对应人体的腰部和颈部，本实施例中，所述座椅本体1包括靠背和座板，所述座板上无需设置所述气袋结构2，在所述靠背靠背上设置四个所述气袋结构2，两个所述气袋结构2为一组，分别对应颈部和腰部，相应的所述气压调节组件对应设有多个，所述压力检测组件包括多个压力传感器，多个所述压力传感器对应多个所述气袋结构2设置。从而使得每一所述气袋结构2都能够单独控制进气和排气，使得根据不同的驾驶状态，各所述气袋21内的气压可以不同。提供更加细致的调节，保证舒适度。

可以理解的是，各所述压力传感器可以直接设于各所述气袋21内以检测压力，本实施例中，各所述气压调节组件包括连通所述充气泵31和所述气袋21的充气管路，多个所述压力传感器设于多个所述充气管路上。这是为了使得各所述压力传感器在检测压力的同时，可以作为补压或者泄压的动作是否进行的检测，当所述充气管路内有气则说明所述充气泵31正在工作，可以检测系统内部线路是否有误。

不仅如此，所述座椅本体1沿其宽度方向相对的两侧分别设有支撑侧翼11，其中两个所述气袋结构2设于两个所述支撑侧翼11相对的侧面。该所述支撑侧翼11连接所述座板和靠背，用于对应用户手臂下方腰腹的位置，提供侧翼支撑，此处设置所述气袋21可以在车辆转弯时自适应调节，提供辅助支撑的效果。

需要说明的是，本发明中所述电磁阀32设置为单向阀，只可以进气不可以出气，从而保证充气和泄气为两个独立的流路。

除此之外，气袋21压力可通过设计时对座椅本体1体压测量进行初步标定，标定值可作为初始建议值在车辆系统体现，车辆可设计压力控制界面，用户也可通过车辆系统通过气袋21控制模块对单一气袋21压力值进行微调，实现舒适性的个性化调节。

进一步的，所述控制装置35可以包括：处理器，例如CPU，通信总线、用户接口，网络接口，存储器。其中，通信总线用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器可选的还可以是独立于前述处理器的存储装置。处理器可以读取存储器中存储的座椅支撑装置控制方法的程序，并执行以下操作：

获取车辆碰撞传感器检测的加速度信息；

根据所述加速度信息判断车辆的碰撞状态，从而确定对气袋21进行补气或者泄气；

控制充气泵31或者所述电磁阀32工作，并获取所述气袋21内的气压值；

当所述气压值满足预设压力参数时，关闭所述充气泵31或者所述电磁阀32。

基于上述的座椅支撑装置100，本发明还提出一种座椅支撑装置的控制方法，用于实现气袋21气压的自动控制，请参照图位置图4，具体包括以下步骤：

S10：获取车辆碰撞传感器检测的加速度信息；

需要说明的是，电磁阀32的压力限制可以通过碰撞试验与气囊ECU进行关联标定，ECU中的碰撞传感器可将碰撞加速度信息传递给控制装置35。气囊ECU主要是控制气袋21的起爆，可以检测整车碰撞加速度，通常布置在整车中通道位置，而所述控制装置35仅设置在所述座椅本体1上，用于控制气袋21充放气即压力判断。

S20：根据所述加速度信息判断车辆的碰撞状态，从而确定对气袋21进行补气或者泄气；

需要说明的是，控制装置35将控制充气泵31及气袋21电磁阀32在不同的整车加速度状态下，如：紧急制动、前碰、后碰时实现气袋21补压或泄压。

S30：控制充气泵31或者所述电磁阀32工作，并获取所述气袋21内的气压值；

可以理解的是，所述充气泵31和所述电磁阀32是择一工作，通过所述压力检测组件检测所述气袋21的充气或者放气情况。

S40：当所述气压值满足预设压力参数时，关闭所述充气泵31或者所述电磁阀32。

本发明的技术方案，在整车前碰或紧急制动时，因加速度关系乘客会先对座椅靠背进行冲击，这时控制装置35启动充气泵31紧急充气，当所述压力值满足预设压力参数时，充气泵31停止；当后碰时，需要泄压保证人体能够以正常姿态向后运动，避免颈部伤害，控制装置35在加速度信息的指示下电磁阀32开启进行适当泄压，并在所述气压值满足预设压力参数后，电磁阀32关闭。可以控制气袋21在受到超过气压限值时可自行放气泄压，避免在车辆行驶状态出现紧急变化时人体压迫造成气袋21破裂，导致人体坐姿突变影响安全带及安全气囊保护作用，甚至造成人体直接撞击刚性骨架带来的伤害。

需要说明的是，该预设压力参数指的是预先设定的当受到碰撞时气袋21的最佳压力系数。

进一步的，步骤S20中：

根据所述加速度信息判断车辆为前碰时，需要对所述气袋21进行充气补压；

根据所述加速度信息判断车辆为后碰时，需要对所述气袋21进行放气泄压。

可以理解的是，车辆在发生前碰或者后碰时，相同时角速度是有差异的，例如，前碰时，以毫秒为单位，前60毫秒是一个骤然上升的阶段，加速度会从0突然上升，在加速度时间曲线坐标系中体现为正值，达到较高的值，接着会骤然回落，然后在0的正向或者负向拨动，最后趋于稳定，而后碰时，以毫秒为单位，前60毫秒是呈拨动的下降，在加速度时间曲线坐标系中体现为负值，接着再回升，然后在0的正向或者负向拨动，最后趋于温度。因此可以根据测得的加速度拨动情况判断此时为前碰还是后碰。

可以理解的是，前碰时，因加速度关系乘客会先对座椅靠背进行冲击，这时应当控制所述充气泵31开启对所述气袋21紧急充气，当后碰时，需要保证人体能够以正常姿态向后运动，避免颈部伤害，因此应当开启电磁阀32以对所述气袋21进行适当泄压。

进一步的，步骤S40之后，还包括以下步骤：

当车辆碰撞传感器检测的加速度感应信号归零，获取所述气袋21内的稳定压力值；

将所述稳定压力值与初始设定压力值比对；

根据对比结果控制所述充气泵31或者所述电磁阀32开启。

可以理解的是，当加速度传感数值恢复正常范围后，控制所述充气泵31或者所述电磁阀32打开，将气袋21加压或者泄压至初始状态或用户自行定义状态，从而使所述气袋21恢复到自然状态。即在整个自动调节的过程中，气袋21应当先根据碰撞情况调节到保护用户的压力状态，在碰撞动作结束，车辆重新回到温度状态时，气袋21自动恢复到初始压力状态。

进一步的，当所述座椅本体1沿其宽度方向相对的两侧分别设有支撑侧翼11，所述气袋结构2设有多个，其中两个所述气袋结构2设于两个所述支撑侧翼11相对的侧面，此时，所述座椅支撑装置的控制方法还包括以下步骤：

获取车辆内的整车姿态传感器和轮速传感器检测的整车侧向偏转信息和左右车轮的轮速；

根据所述整车侧向偏转信息和所述左右车轮的轮速，计算得到整车侧偏角度和侧偏减速度，以确定对应的所述支撑侧翼11上的气袋21的补气量。

需要说明的是，将整个气袋21控制模块同整车姿态传感器和轮速传感器关联，在整车紧急转弯时，通过姿态传感器对整车侧向偏转的判断以及左右轮速差异，输出整车侧偏监督及侧偏加速度信号，控制装置35根据以上信息判断侧翼支撑气袋21补汽量，为座椅侧翼支撑气袋21模块进行紧急充气，给乘客提供更强的侧向支撑，提升驾驶舒适性。例如，当根据获取的信息判断车辆进行紧急左转弯时，此时驾驶员的身体是想右侧倾斜的，因此右侧的支撑侧翼11受到的压力更大，此时控制右侧的所述气袋21充气，保证良好的支撑效果。

可以理解的是，当所述气袋结构2设置多个时，每个所述气袋结构可以根据各自的气压检测结果、所处在的位置而进行单独进气和放气控制，同时，可以增加检测气袋21外部受到的压力的传感器，从而可以根据用户的依靠施力幅度而进行自适应调节，并且对应用户背部的所述气袋21，也可以因为用户背部的体型差异而出现细微的施压区别，所述气袋21均可以通过充气放气进行自适应气压调节。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种座椅支撑装置，其特征在于，包括：

座椅本体；

至少一气袋结构，包括设于所述座椅本体上的气袋和设于所述气袋内部的支撑结构；

至少一气压调节组件，包括充气泵和电磁阀，所述电磁阀设于所述气袋上，用以使所述气袋内的气体通过所述电磁阀排出，所述充气泵连通所述气袋的内腔，用以向所述气袋内充气；

压力检测组件，用以检测所述气袋内的气压；以及，

控制装置，电性连接所述充气泵、所述电磁阀和所述压力检测组件。

2.如权利要求1所述的座椅支撑装置，其特征在于，所述支撑结构包括依次连接、且为柔性材质的多个支撑部，多个所述支撑部分布在所述气袋的内壁面上，且固定安装，能够随着所述气袋内部气压的变化而适应性变形。

3.如权利要求2所述的座椅支撑装置，其特征在于，各所述支撑部为多孔海绵条或者尼龙绳。

4.如权利要求1所述的座椅支撑装置，其特征在于，所述气袋结构设有多个，多个所述气袋结构间隔的设于所述座椅本体上，用于分别对应人体的腰部和颈部；

所述气压调节组件对应设有多个；

所述压力检测组件包括多个压力传感器，多个所述压力传感器对应多个所述气袋结构设置。

5.如权利要求4所述的座椅支撑装置，其特征在于，各所述气压调节组件包括连通所述充气泵和所述气袋的充气管路；

多个所述压力传感器设于多个所述充气管路上。

6.如权利要求4所述的座椅支撑装置，其特征在于，所述座椅本体沿其宽度方向相对的两侧分别设有支撑侧翼；

其中两个所述气袋结构设于两个所述支撑侧翼相对的侧面。

7.一种座椅支撑装置的控制方法，基于如权利要求1至6任意一项所述的座椅支撑装置，其特征在于，包括以下步骤：

获取车辆碰撞传感器检测的加速度信息；

根据所述加速度信息判断车辆的碰撞状态，从而确定对气袋进行补气或者泄气；

控制充气泵或者所述电磁阀工作，并获取所述气袋内的气压值；

当所述气压值满足预设压力参数时，关闭所述充气泵或者所述电磁阀。

8.如权利要求7所述的座椅支撑装置的控制方法，其特征在于，所述根据所述加速度信息判断车辆的碰撞状态，从而确定对气袋进行补气或者泄气的步骤中：

根据所述加速度信息判断车辆为前碰时，需要对所述气袋进行充气补压；

根据所述加速度信息判断车辆为后碰时，需要对所述气袋进行放气泄压。

9.如权利要求7所述的座椅支撑装置的控制方法，其特征在于，所述当所述气压值满足预设压力参数时，关闭所述充气泵或者所述电磁阀的步骤之后还包括：

当车辆碰撞传感器检测的加速度感应信号归零，获取所述气袋内的稳定压力值；

将所述稳定压力值与初始设定压力值比对；

根据对比结果控制所述充气泵或者所述电磁阀开启。

10.如权利要求7所述的座椅支撑装置的控制方法，其特征在于，所述座椅本体沿其宽度方向相对的两侧分别设有支撑侧翼，所述气袋结构设有多个，其中两个所述气袋结构设于两个所述支撑侧翼相对的侧面；

所述座椅支撑装置的控制方法还包括以下步骤：

获取车辆内的整车姿态传感器和轮速传感器检测的整车侧向偏转信息和左右车轮的轮速；

根据所述整车侧向偏转信息和所述左右车轮的轮速，计算得到整车侧偏角度和侧偏减速度，以确定对应的所述支撑侧翼上的气袋的补气量。

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