专利名称：汽车座椅调节控制器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种作用在车辆上的乘员用设备及其控制方法，特别涉及一种能够进行安全控制的汽车座椅调节控制器及其控制方法。
背景技术：
束部件，在乘员乘坐到汽车上后，即给乘员提供有效的约束。但由于汽车座椅首先要保证乘员乘坐舒适性，因此，当前无论是在用的座椅，还是在研发的座椅在汽车正面碰撞时很少能提供约束乘员向前的运动，一般座椅的坐垫与汽车驾驶室地面有一夹角，但考虑乘坐舒适性，这一角度均不大，实际上并没有对乘员向前的约束作用，乘员向前的运动主要依靠安全带进行约束。当前无论是国内还是国外，汽车上对后排乘员的约束均不足。汽车后排乘员一般仅提供两点式腰带或三点式安全带，在实际使用中，大部分后排乘员均不系安全带，即使系上，因两点式腰带仅对乘员质心提供约束，而不能对人体最易伤害的头、胸部提供保护，结果在汽车正面碰撞或是紧急制动情况下，都会使后排乘员产生伤害。当汽车发生紧急制动或是正面碰撞时，乘员由于惯性会在座椅上沿行驶方向滑动，如果滑动距离过大，那么就会发生乘员下潜的危险。中国专利公告号CN101497321A，公告日2009年8月5日，公开了一种自适应座椅系统，包括加速度传感器模块、控制芯片、座椅电机驱动模块及座椅；控制芯片接收所述加速度传感器模块的加速度信号，并通过座椅电机驱动模块调节座椅的状态。此技术方案还公开了一种座椅调节方法，包括加速度传感器模块测量汽车的加速度；根据汽车各方向的加速度大小，控制芯片计算座椅的倾斜角度或位移速度；控制芯片通过座椅电机驱动模块调节座椅的倾斜角度或位置。此技术方案用加速度传感器检测汽车行驶过程中产生的各向加速度，并通过控制芯片计算调节座椅的倾斜角和位移，从而能够自动调节座椅的状态，削弱汽车行驶过程中产生的各向加速度对乘客的影响，提高汽车乘坐的舒适性。但是此技术方案存在由于低强度碰撞或路面干扰导致调节机构误动作的可能，同时，在对车辆是否是紧急制动的判断上，此技术方案也存在较大的漏洞，容易出现过于频繁地调节座椅，导致乘员乘坐不适。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在着当汽车发生紧急制动或是正面碰撞时，缺少约束乘员向前的运动或是由于仅仅只有安全带约束导致约束效果不佳的问题，提供了一种约束效果好，对正常行驶过程中乘员乘坐无影响的汽车座椅调节控制器及其控制方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种汽车座椅调节控制器，由稳压电源供电，所述的汽车座椅调节控制器包括控制芯片、固定在车内的加速度传感器、设置在制动踏板处的制动传感器、与汽车座椅相匹配的座椅调节机构和座椅调节机构驱动器，所述的加速度传感器和制动传感器均与所述的控制芯片电连接，所述的控制芯片通过座椅调节机构驱动器与座椅调节机构电连接。这样设置，控制芯片通过读取加速度传感器和制动传感器来判断车辆是否是处于制动或者是处于碰撞的情况，然后控制芯片根据当前情况通过输出不同信号至座椅调节机构驱动器来驱动座椅调节机构，座椅调节机构动作调节座椅中坐垫的水平倾角，提供足够的约束力，辅助起到约束作用，防止乘员出现下潜、滑落、前冲等各种安全问题。作为优选，所述的座椅调节机构为气缸或电机。座椅调节机构为气缸或电机可以
多次重复使用。作为优选，所述的座椅调节机构为压缩气囊，对应压缩气囊的座椅调节机构驱动器为多级气体发生器。这样设置，控制芯片可以根据不同的情况发出不同的命令，控制芯片在汽车碰撞时发出命令完全启动多级气囊，调整汽车座椅的坐垫至最高水平倾角，提供较大的约束力；而控制芯片在汽车发生紧急制动时，才发出命令部分启动多级气囊，压缩气囊内充入适量气体，压缩气囊膨胀上顶汽车座椅，汽车座椅的坐垫水平倾角发生变化，提高提供足够的约束力，辅助起到约束作用，防止乘员出现下潜、滑落、前冲等各种安全问题，不会
过大地影响乘员乘坐体验；而采用多级气囊的另一个好处是多级气囊的启动速度快，反应迅速。一种汽车座椅调节控制器控制方法，适用于如权利要求I所述的汽车座椅调节控制器，所述汽车座椅调节控制器控制方法包括以下几个步骤
步骤一汽车座椅调节控制器初始化；
步骤二 判断是否有踩踏制动踏板，如果是踩踏制动踏板则跳转步骤六，如果未踩踏制动踏板则执行步骤三；
步骤三控制芯片读取加速度传感器各方向的加速度值，判断行驶方向的加速度值是否大于行驶方向加速度限定值，如果大于行驶方向加速度限定值则执行步骤四，否则跳转
步骤二 ；
步骤四控制芯片判断垂直地面方向的加速度值是否大于垂直地面方向加速度限定值，如果大于垂直地面方向加速度限定值则跳转执行步骤五，否则跳转步骤二 ；
步骤五控制芯片发出控制信号一通过座椅调节机构驱动器驱动座椅调节机构，控制过程结束；
步骤六控制芯片读取当前的制动踏板力值，当前的制动踏板力值大于设定值则执行步骤七，否则跳转执行步骤二 ；
步骤七控制芯片读取若干组瞬时速度值和与瞬时速度值对应的制动踏板力变化值，控制芯片对若干组瞬时速度值和与瞬时速度值对应的制动踏板力变化值进行计算，得出若干组启动等级集合，根据使用者设定好的启动条件，控制芯片判断在设定时间内得出的若干组的启动等级集合是否符合启动条件，是则执行步骤八，否则跳转执行步骤二 ；
步骤八控制芯片输出控制信号二通过座椅调节机构驱动器驱动座椅调节机构，控制过程结束。通过上述步骤，控制器能够达到对应不同的情况产生不同的控制信号，达到汽车座椅不同倾角的控制的目的；当汽车碰撞传感器监测到汽车水平方向加速度大于预先设定的阈值时，进一步判断其是否大于阈值，若大于阈值，则表明有碰撞，需要立即触发机构进入模式一；若小于阈值，则启动算法，认为可能发生了低强度碰撞或路面干扰，此时调节机构可触发可不触发，需进一步根据汽车垂直地面方向加速度进行计算判断，只有当汽车垂直方向加速度大于垂直方向加速度限定值时才触发调节机构，降低了由于低强度碰撞或路面干扰导致调节机构误动作的可能；而在控制芯片判断是否紧急刹车时，结合当前车速和踏板力度两种数值，能够更为准确的判断当前是否为紧急刹车，是否有必要启动座椅调节机构。作为优选，所述的步骤四中，控制芯片对垂直方向的加速度值进行比例积分运算后得出垂直方向加速判断值，控制芯片判断垂直方向加速判断值是否大于垂直方向加速度限定值，如果垂直方向加速判断值大于垂直方向加速度限定值则跳转执行步骤五，否则跳转步骤二。通过对垂直方向加速度值进行比例积分运算，保证了在垂直方向的即使是数值较小的加速度值也能够进行计算分析。作为优选，所述的步骤七中，控制芯片读取若干组瞬时速度值和与瞬时速度值对应的制动踏板力变化值，控制芯片对若干组瞬时速度值和与瞬时速度值对应的制动踏板力
变化值进行模糊计算，得出若干组启动等级集合，根据使用者设定好的启动条件，控制芯片判断在设定时间内得出的若干组的启动等级集合是否符合启动条件，是则执行步骤八，否则跳转执行步骤二。这样设置，通过引入模糊计算能够去除经典二值判断法中存在着设定阈值困难、识别条件限制大，具体识别时不准确等各种问题，防止了在低车速下频繁启动座椅调节机构造成乘员的不适，也防止了在高车速下，不能准确识别紧急刹车，导致不能灵敏的启动座椅调节机构的情况。作为优选，所述的步骤七中模糊计算步骤中，模糊集合中的因素集合为瞬时速度值和制动踏板力变化值，模糊集合中的决断集合由对应表示从高至低若干个启动等级的从高至低若干个启动等级隶属度值构成，权重集合由瞬时速度值的权重值和制动踏板力变化值的权重值构成，首先，使用者对应瞬时速度值和制动踏板力变化值分别建立隶属函数，然后，将瞬时速度值和制动踏板力变化值通过隶属函数计算后得出启动等级隶属度值并转换为模糊集合，然后将模糊集合与权重集合做乘法运算得出启动等级集合，然后根据启动等级集合判断是否符合启动条件。这样设置，保证了车辆瞬时速度值和制动踏板力变化值能有效地进行计算，通过隶属函数将车辆瞬时速度值和制动踏板力变化值对应每种启动等级都转换为在O至I的封闭区间内的隶属度值，隶属度值越高说明越属于对应的启动等级，而将模糊集合与权重集合做乘法运算得出启动等级集合，启动等级集合即为结合了权重因素的模糊运算中的决断集合，能更好地根据瞬时速度值和制动踏板力变化值判断当前驾驶者的操作动作，并且据此得出启动等级集合，控制芯片根据启动等级集合判断是否需要启动座椅调节机构。作为优选，所述的启动条件为在所述若干组启动等级集合内存在且至多存在一组的启动等级集合为最闻启动等级。这样设置，是因为当启动等级不为最闻启动等级时，可以认为汽车车速不是很快或者是刹车时并不是很用力时制动踏板的开度变化率不大的正常刹车对乘员造不成很大的影响，所以可以认为启动等级不为最高启动等级时不必调节座椅；而当启动等级为最高启动等级，为车速较高时采用较大力量踩踏制动踏板的状态，这种状态下有两种可能，一种为点制动，也就是常说的点刹，这种情况下，在这若干组的启动等级内会存在多组的启动等级为最闻启动等级，此时也不必调节座椅；只有在若干组启动等级内存在一组的启动等级为最高启动等级，这种情况下，我们才可以认为是一脚刹车踩到底的紧急刹车，对乘员会造成较大安全的影响，此时才需要调节座椅。作为优选，所述的启动等级从高至低共分为三级，对应所述的瞬时速度值存在有模糊集合速度因素ACr)，模糊集合速度因素ACr)包括模糊集合速度因素A1Cr)的最高启动等级隶属度值次Cr)、模糊集合速度因素A Cr)的次高启动等级隶属度值為Cr)和模糊集合速度因素400的最低启动等级隶属度值為Cr)，模糊集合速度因素400中的z为车辆在当前取值点的瞬时速度值，计算模糊集合速度因素A1Cr)的最高启动等级隶属度值的隶属函数为
权利要求
1.一种汽车座椅调节控制器，由稳压电源供电，其特征在于所述的汽车座椅调节控制器包括控制芯片(I)、固定在车内的加速度传感器(4)、设置在制动踏板处的制动传感器(5)、与汽车座椅相匹配的座椅调节机构(3)和座椅调节机构驱动器(2)，所述的加速度传感器(4)和制动传感器(5)均与所述的控制芯片(I)电连接，所述的控制芯片(I)通过座椅调节机构驱动器(2)与座椅调节机构(3)电连接。
2.根据权利要求I所述的汽车座椅调节控制器，其特征在于所述的座椅调节机构(3)为气缸或电机。
3.根据权利要求I所述的汽车座椅调节控制器，其特征在于所述的座椅调节机构(3)为压缩气囊，对应压缩气囊的座椅调节机构驱动器(2)为多级气体发生器。
4.一种汽车座椅调节控制器控制方法，适用于如权利要求I所述的汽车座椅调节控制器，其特征在于，所述汽车座椅调节控制器控制方法包括以下几个步骤 步骤一汽车座椅调节控制器初始化； 步骤二 判断是否有踩踏制动踏板，如果是踩踏制动踏板则跳转步骤六，如果未踩踏制动踏板则执行步骤三； 步骤三控制芯片(I)读取加速度传感器(4)各方向的加速度值，判断行驶方向的加速度值是否大于行驶方向加速度限定值，如果大于行驶方向加速度限定值则执行步骤四，否则跳转步骤二； 步骤四控制芯片(I)判断垂直地面方向的加速度值是否大于垂直地面方向加速度限定值，如果大于垂直地面方向加速度限定值则跳转执行步骤五，否则跳转步骤二； 步骤五控制芯片(I)发出控制信号一通过座椅调节机构驱动器(2)驱动座椅调节机构(3)，控制过程结束； 步骤六控制芯片(I)读取当前的制动踏板力值，当前的制动踏板力值大于设定值则执行步骤七，否则跳转执行步骤二 ； 步骤七控制芯片(I)读取若干组瞬时速度值和与瞬时速度值对应的制动踏板力变化值，控制芯片(I)对若干组瞬时速度值和与瞬时速度值对应的制动踏板力变化值进行计算，得出若干组启动等级集合，根据使用者设定好的启动条件，控制芯片(I)判断在设定时间内得出的若干组的启动等级集合是否符合启动条件，是则执行步骤八，否则跳转执行步骤-* ; 步骤八控制芯片(I)输出控制信号二通过座椅调节机构驱动器(2)驱动座椅调节机构(3)，控制过程结束。
5.根据权利要求4所述的一种汽车座椅调节控制器控制方法，其特征在于所述的步骤四中，控制芯片(I)对垂直方向的加速度值进行比例积分运算后得出垂直方向加速判断值，控制芯片(I)判断垂直方向加速判断值是否大于垂直方向加速度限定值，如果垂直方向加速判断值大于垂直方向加速度限定值则跳转执行步骤五，否则跳转步骤二。
6.根据权利要求4所述的一种汽车座椅调节控制器控制方法，其特征在于所述的步骤七中，控制芯片(I)读取若干组瞬时速度值和与瞬时速度值对应的制动踏板力变化值，控制芯片(I)对若干组瞬时速度值和与瞬时速度值对应的制动踏板力变化值进行模糊计算，得出若干组启动等级集合，根据使用者设定好的启动条件，控制芯片(I)判断在设定时间内得出的若干组的启动等级集合是否符合启动条件，是则执行步骤八，否则跳转执行步骤二。
7.根据权利要求6所述的一种汽车座椅调节控制器控制方法，其特征在于所述的步骤七中模糊计算步骤中，模糊集合中的因素集合为瞬时速度值和制动踏板力变化值，模糊集合中的决断集合由对应表示从高至低若干个启动等级的从高至低若干个启动等级隶属度值构成，权重集合由瞬时速度值的权重值和制动踏板力变化值的权重值构成，首先，使用者对应瞬时速度值和制动踏板力变化值分别建立隶属函数，然后，将瞬时速度值和制动踏板力变化值通过隶属函数计算后得出启动等级隶属度值并转换为模糊集合，然后将模糊集合与权重集合做乘法运算得出启动等级集合，然后根据启动等级集合判断是否符合启动条件。
8.根据权利要求6所述的一种汽车座椅调节控制器控制方法，其特征在于所述的启动条件为在所述若干组启动等级集合内存在且至多存在一组的启动等级集合为最高启动等级。
9.根据权利要求6所述的一种汽车座椅调节控制器控制方法，其特征在于所述的启动等级从高至低共分为三级，对应所述的瞬时速度值存在有模糊集合速度因素A1Cr)，模糊集合速度因素Cr)包括模糊集合速度因素Cr)的最高启动等级隶属度值次Cr)、模糊集合速度因素400的次高启动等级隶属度值為Cr)和模糊集合速度因素400的最低启动等级隶属度值4 Cr)，模糊集合速度因素A Cr)中的ζ为车辆在当前取值点的瞬时速度值，计算模糊集合速度因素ACr)的最高启动等级隶属度值的隶属函数为
10.根据权利要求7所述的一种汽车座椅调节控制器控制方法，其特征在于所述的步骤七中模糊计算步骤中，判断启动等级集合的启动等级按最大隶属度原则进行判断。
全文摘要
本发明涉及一种作用在车辆上的乘员用设备及其控制方法，本发明可以很好地解决现有技术中存在乘员由于惯性会在座椅上沿行驶方向滑动的问题。其技术方案要点是，一种汽车座椅调节控制器，由稳压电源供电，所述的汽车座椅调节控制器包括控制芯片、固定在车内的加速度传感器、设置在制动踏板处的制动传感器、与汽车座椅相匹配的座椅调节机构和座椅调节机构驱动器，所述的加速度传感器和制动传感器均与所述的控制芯片电连接，所述的控制芯片通过座椅调节机构驱动器与座椅调节机构电连接。本发明能够在合适的时间提供足够的约束力，辅助起到约束作用，防止乘员出现下潜、滑落、前冲等各种安全问题。
文档编号B60N2/427GK102874143SQ201210199148
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者王桃英, 肖丽芳, 刘卫国, 马芳武, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司