用于车辆的警示系统和方法
【专利摘要】本发明是用于车辆的警示系统和方法。提供触觉反馈系统、车辆座椅组件和车辆。触觉反馈系统包括底部座椅构件、第一马达和第二马达。所述底部座椅构件包括：带有第一侧和第二侧的座椅底座；第一座垫；以及第二座垫。所述第一座垫位于座椅底座的第一侧上，且所述第二座垫位于座椅底座的第二侧上，其中，所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料。第一马达由第一座垫的弹性材料支撑且第二马达由第二座垫的弹性材料支撑。
【专利说明】用于车辆的警示系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年6月22日提交的美国临时申请N0.61/663，516的权益，且在此作为参考引入。
【技术领域】
[0002]【技术领域】总体上涉及驾驶员警示系统和方法，且更具体地涉及包括与车辆座椅组件有关的触觉装置的驾驶员警示系统和方法。
【背景技术】
[0003]碰撞规避系统提醒驾驶员可能在驾驶员视线内(例如，由车载车辆传感器检测)或者在驾驶员视线外(例如，根据无线车对车通信和/或车辆对基础设施通信确定)的可能碰撞危险。碰撞规避系统可以产生视觉和/或听觉警示，以提醒车辆驾驶员可能碰撞危险。然而，车辆设计者继续开发更有效的机构来警示驾驶员需要注意的条件，尤其是触觉警示组件。
[0004]因此，期望提供使用触觉装置来警示车辆驾驶员的方法和系统，尤其是产生更有效触觉警示的改进方法和系统。本发明的其它期望特征和特性将从随后的详细说明和所附权利要求结合附图以及前述【技术领域】和【背景技术】显而易见。
【发明内容】
[0005]提供一种用于警示座椅乘员的触觉反馈系统。在一个实施例中，所述触觉反馈系统包括底部座椅构件、第一马达和第二马达。所述底部座椅构件包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；第一座垫；以及第二座垫。所述第一座垫位于座椅底座的第一侧上，且所述第二座垫位于座椅底座的第二侧上。所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料。第一马达由第一座垫的弹性材料支撑且第二马达由第二座垫的弹性材料支撑。
[0006]提供一种用于警示座椅乘员的车辆座椅组件。在一个实施例中，所述车辆座椅组件包括座椅框架、底部座椅构件、第一马达和第二马达。所述底部座椅构件紧固到座椅框架，且包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；位于座椅底座的第一侧上的第一座垫；以及位于座椅底座的第二侧上的第二座垫。所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料。第一马达由第一座垫的弹性材料支撑，且通过第一座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动。第二马达由第二座垫的弹性材料支撑，且通过第二座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动。
[0007]提供一种用于给乘员提供触觉警示的车辆。在一个实施例中，所述车辆包括座椅框架、底部座椅构件、第一马达、第二马达和控制器。所述底部座椅构件紧固到座椅框架，且包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；位于座椅底座的第一侧上的第一座垫；以及位于座椅底座的第二侧上的第二座垫。所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料。第一马达由第一座垫的弹性材料支撑，且通过第一座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动。第二马达由第二座垫的弹性材料支撑，且通过第二座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动。所述控制器与第一马达和第二马达连通，且基于第一马达和第二座垫之间的振动耦合来产生第一脉宽调制(PWM)信号以命令第一马达。所述控制器基于第二马达和第一座垫之间的振动耦合来产生第二 PWM信号以命令第二马达。
[0008]方案1.一种触觉反馈系统，包括:
底部座椅构件，所述底部座椅构件包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；位于座椅底座的第一侧上的第一座垫；以及位于座椅底座的第二侧上的第二座垫，其中，所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料；
第一马达，所述第一马达由第一座垫的弹性材料支撑；和 第二马达，所述第二马达由第二座垫的弹性材料支撑。
[0009]方案2.根据方案I所述的触觉反馈系统，还包括座椅框架，且其中，第一座垫的弹性材料设置在第一马达和座椅框架之间，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动，且其中，第二座垫的弹性材料设置在第二马达和座椅框架之间，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动。
[0010]方案3.根据方案2所述的触觉反馈系统，其中，第一座垫的弹性材料基本上包围第一马达，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动，且其中，第二座垫的弹性材料基本上包围第二马达，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动。
[0011]方案4.根据方案I所述的触觉反馈系统，其中，第一座垫限定第一凹部且第二座垫限定第二凹部，且其中，第一马达设置在第一凹部中且第二马达设置在第二凹部中。
[0012]方案5.根据方案I所述的触觉反馈系统，还包括控制器，所述控制器与第一马达连通，且基于第一马达和第二座垫之间的振动耦合来产生脉宽调制(PWM)信号以命令第一马达，并且基于第二马达和第一座垫之间的振动耦合来命令第二马达。
[0013]方案6.根据方案5所述的触觉反馈系统，其中，第一马达包括第一旋转轴线，且其中，所述控制器产生PWM信号以命令第一马达产生触觉脉冲，所述触觉脉冲具有的垂直于第一座垫的峰值竖直加速度是沿平行于第一旋转轴线的峰值前后加速度的至少七倍。
[0014]方案7.根据方案5所述的触觉反馈系统，其中，所述控制器产生PWM信号以命令第一马达产生触觉脉冲，使得在第二马达未致动时第一马达处的峰值竖直加速度是在第二座垫处在竖直方向、前后方向和横向方向的峰值加速度的至少五倍。
[0015]方案8.根据方案5所述的触觉反馈系统，其中，所述控制器产生第二 PWM信号以命令第二马达产生触觉脉冲，所述触觉脉冲具有的第二峰值加速度在由第一马达产生的触觉脉冲的峰值加速度的大约10%内。
[0016]方案9.一种车辆座椅组件,包括:
座椅框架；
底部座椅构件，所述底部座椅构件紧固到座椅框架，所述底部座椅构件包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；位于座椅底座的第一侧上的第一座垫；以及位于座椅底座的第二侧上的第二座垫，其中，所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料；
第一马达，所述第一马达由第一座垫的弹性材料支撑，且通过第一座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动；和 第二马达，所述第二马达由第二座垫的弹性材料支撑，且通过第二座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动。
[0017]方案10.根据方案9所述的车辆座椅组件，其中，第一座垫的弹性材料基本上包围第一马达，且其中，第二座垫的弹性材料基本上包围第二马达。
[0018]方案11.根据方案9所述的车辆座椅组件，其中，第一座垫限定第一凹部且第二座垫限定第二凹部，且其中，第一马达设置在第一凹部中且由第一座垫的弹性材料基本上包围，第二马达设置在第二凹部中且由第二座垫的弹性材料基本上包围。
[0019]方案12.根据方案9所述的车辆座椅组件，还包括控制器，所述控制器与第一马达连通，且基于第一马达和第二座垫之间的振动耦合来产生脉宽调制(PWM)信号以命令第一马达。
[0020]方案13.根据方案12所述的车辆座椅组件，其中，第一马达包括第一旋转轴线，且其中，所述控制器产生PWM信号以命令第一马达产生触觉脉冲，所述触觉脉冲具有的垂直于第一座垫的峰值竖直加速度是沿平行于第一旋转轴线的峰值前后加速度的至少七倍。
[0021]方案14.根据方案12所述的车辆座椅组件，其中，所述控制器产生PWM信号以命令第一马达产生触觉脉冲，使得在第二马达未致动时第一马达处的峰值竖直加速度是在第二座垫处在竖直方向、前后方向和横向方向的峰值加速度的至少五倍。
[0022]方案15.根据方案12所述的车辆座椅组件，其中，所述控制器产生第二 PWM信号以命令第二马达产生触觉脉冲，所述触觉脉冲具有的第二峰值加速度在由第一马达产生的触觉脉冲的峰值加速度的大约10%内。
[0023]方案16.—种车辆,包括:
座椅框架；
底部座椅构件，所述底部座椅构件紧固到座椅框架，所述底部座椅构件包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；位于座椅底座的第一侧上的第一座垫；以及位于座椅底座的第二侧上的第二座垫，其中，所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料；
第一马达，所述第一马达由第一座垫的弹性材料支撑，且通过第一座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动；
第二马达，所述第二马达由第二座垫的弹性材料支撑，且通过第二座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动；和
控制器，所述控制器与第一马达和第二马达连通，且基于第一马达和第二座垫之间的振动稱合来产生第一脉宽调制(PWM)信号以命令第一马达，并基于第二马达和第一座垫之间的振动耦合来产生第二 PWM信号以命令第二马达。
[0024]方案17.根据方案16所述的车辆，其中，第一座垫限定第一凹部且第二座垫限定第二凹部，且其中，第一马达设置在第一凹部中且由第一座垫的弹性材料基本上包围，第二马达设置在第二凹部中且由第二座垫的弹性材料基本上包围。
[0025]方案18.根据方案16所述的车辆，其中，第一马达包括第一旋转轴线，且其中，所述控制器产生第一 PWM信号以命令第一马达产生触觉脉冲，所述触觉脉冲具有的垂直于第一座垫的峰值竖直加速度是沿平行于第一旋转轴线的峰值前后加速度的至少七倍。
[0026]方案19.根据方案16所述的车辆,其中,所述控制器产生第一 PWM信号以命令第一马达产生触觉脉冲，使得在第二马达未致动时第一马达处的峰值竖直加速度是在第二座垫处在竖直方向、前后方向和横向方向的峰值加速度的至少五倍。
[0027]方案20.根据方案16所述的车辆，其中，所述控制器产生第二 PWM信号以命令第二马达产生触觉脉冲，所述触觉脉冲具有的第二峰值加速度在由第一马达用第一 PWM信号产生的触觉脉冲的峰值加速度的大约10%内，且其中，第一PWM信号和第二PWM信号包括基本相同的PWM模式。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]在下文结合如下附图描述示例性实施例，在附图中，类似的附图标记表示类似的元件，且其中:
图1是图示根据示例性实施例的包括驾驶员警示系统的车辆的功能框图；
图2是根据示例性实施例的图1的车辆的车辆座椅组件的示意性侧视图；
图3是根据示例性实施例的图2的座椅组件的部分俯视图；
图4是根据示例性实施例的结合到图3的座椅组件中的触觉致动器装置的示意性俯视
图；
图5是根据示例性实施例的结合到图3的座椅组件中的触觉致动器装置的示意性侧视
图；
图6A是根据示例性实施例的结合到图3的座椅组件中的马达的侧视图；
图6B是根据示例性实施例的致动曲线和加速度曲线的图形图；
图7是根据示例性实施例的结合到图3的座椅组件中的致动器壳体的立体图；
图8是根据示例性实施例的图7的致动器壳体的侧视图；
图9是根据示例性实施例的在安装期间图3的座椅组件的俯视图；
图10是根据示例性实施例的在安装期间图3的座椅组件的更详细部分俯视图；
图11是根据示例性实施例的在安装期间图3的座椅组件的另一个更详细部分俯视
图；
图12是根据示例性实施例的沿图11的线12-12的截面图；和 图13是根据示例性实施例的沿图11的线13-13的截面图。
【具体实施方式】
[0029]以下详细描述本质上仅是示例性的，且并不旨在限制应用和使用。此外，并不旨在受限于前述【技术领域】、【背景技术】、
【发明内容】
或以下详细描述中提出的任何明确的或隐含的理论。应当理解的是，贯穿附图，对应的附图标记表示类似或对应的部分和特征。如在此所使用的，术语“模块”指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适部件。
[0030]广泛地说，本文讨论的示例性实施例涉及实施为车辆座椅组件的驾驶员警示系统和方法。驾驶员警示系统和方法可包括结合到座椅座垫中的致动器，其提供改进的触觉响应和更有效的安装。
[0031]图1是图示包括根据示例性实施例的驾驶员警示系统100的车辆10的功能框图。虽然未示出，车辆具有带有一个或多个座椅的公知配置，用于支撑驾驶员和乘员。在一些实施例中，车辆具有其它座椅样式，例如独立座椅、长座椅等。关于车辆座椅组件200的附加细节将在下文在简要描述驾驶员警示系统100之后提供。
[0032]总体上，驾驶员警示系统包括一个或多个碰撞规避模块110、通信模块120、控制模块130、触觉警示组件(或触觉反馈组件)140以及一个或多个附加警示装置，包括视觉警示装置150、听觉警示装置152和信息娱乐警示装置154。如上文简介且下文更详细所述，触觉警示组件140可结合到车辆座椅组件200中，车辆座椅组件200也可以认为是驾驶员警示系统100的一部分。在操作期间，还如下文更详细所述，控制模块130从碰撞规避模块110和通信模块120接收表不碰撞条件可能性的输入信号。控制模块130评估输入信号，且在合适时操作触觉警示组件140和/或警示装置150，152，154，以警示驾驶员碰撞条件。因而，驾驶员警示系统100可用于警示驾驶员碰撞条件，从而可以启动规避策略(例如，制动和/或转向)和/或自动碰撞缓解响应(例如，制动和/或转向)。虽然本文所示的附图图示了元件的示例性设置，但是在实际实施例中可存在附加中间元件、装置、特征或部件。
[0033]总体上,碰撞规避模块110包括一个或多个车载车辆传感器(例如，照相机、雷达和/或激光雷达)，基于车辆传感器信号来检测碰撞可能性。碰撞规避模块110可总体上实施为例如:前方碰撞提醒系统、车道偏离提醒系统、车道保持辅助系统、前方驻车辅助系统、后方驻车辅助系统、如方自动制动系统、后方自动制动系统、后方横芽交通警不系统、自适应巡航控制(ACC)系统、侧面盲点检测系统、车道变更警示系统、驾驶员注意力系统、前方行人检测系统和后方行人检测系统。如上所述，驾驶员警示系统100还可以包括通信模块120，以允许车辆之间和/或车辆和基础设施之间的通信，以预测由于驾驶员视线内或驾驶员视线外(例如，检测超过驾驶员视线的前方道路危险或交通堵塞)的交通或活动引起的可能碰撞。总体上，碰撞规避模块110和/或通信模块120通信地联接到控制模块130，控制模块130基于车辆传感器信号和/或通信来评估碰撞可能性。
[0034]控制模块130包括一个或多个子模块或单元132，134，136和138，协作以评估来自于碰撞规避模块110和通信模块120的信号，且作为响应产生控制信号，用于操作触觉警示组件140和/或装置150，152，154中的一个或多个。如下所述，控制模块130可包括监测单元132、用户配置单元134、评估单元136和模式确定单元138。可以理解，图1所示的单元可以组合和/或进一步划分以类似地协调和提供驾驶员警示。
[0035]总体上，监测单元132监测来自于车辆10的各个部件(尤其是触觉警示组件140)的输入以确定合适操作。如果监测单元132确定部件有故障，监测单元132可产生可传送给车辆驾驶员或技术人员的提醒消息、提醒信号和/或故障条件状态。
[0036]用户配置单元134管理配置菜单的显示且管理从与配置菜单交互的用户接收的用户输入。这种配置菜单可以显示在车辆内或远离车辆的显示装置上。在各个实施例中，配置菜单包括可选择选项，在选择时允许用户配置与装置150，152，154和/或触觉警示组件140有关的各个警示设置。触觉警示装置140的警示设置可包括但不限于:振动的发生(例如，是否针对具体方式进行振动)、座椅上振动的位置、振动强度、振动持续时间、振动速率和/或振动脉冲的频率。基于从与配置菜单交互的用户接收的用户输入，用户配置单元134将用户配置警示设置存储在警示设置数据库中。可以理解，警示设置数据库可包括临时存储设置的易失性存储器、在关键循环内存储设置的非易失性存储器、或者易失性和非易失性存储器的组合。[0037]评估单元136用于确定车辆10的当前方式且基于该方式来评估来自于碰撞规避模块110和通信模块120的条件输入信号和通信。基于该评估，评估单元136可以确定存在碰撞条件，例如车辆可能具有即将碰撞的可能性。在判定碰撞条件后，评估单元136将合适信号发送给模式确定单元138。信号还可以指示碰撞条件的性质。
[0038]在指示碰撞条件后，模式确定单元138产生控制信号以操作装置150，152，154和/或触觉警示组件140中的一个或多个。在一个示例性实施例中，控制信号可以基于碰撞条件限定一个或多个警示模式。警示模式包括触觉警示模式、视觉警示模式和/或听觉警示模式。在各个实施例中，模式确定单元138通过基于碰撞条件从警示设置数据库取回预定警示设置和/或用户限定的警示设置来确定警示模式。关于警示模式的附加细节在下文讨论。
[0039]警示模式还可以指示装置150，152，154和触觉警示组件140的多个方面的综合。例如，如下所述，触觉警示组件140可包括多个致动器，例如右和左致动器。因而，警示模式可包括方向指令，例如右和/或左致动器的操作，以提供关于碰撞条件性质的附加信息(例如，仅仅右致动器操作将指示碰撞危险在右方)。
[0040]可提供任何合适视觉警示装置150和听觉警示装置152。作为示例，视觉警示装置150可实施为车辆10内部的灯，听觉警示装置152可以实施为车辆音响系统的一部分。信息娱乐警示装置154可以对应于与车辆10交互的装置或装置组合。例如，信息娱乐警示装置154可以包括集成在仪表盘内的显示屏和用户接口，例如触摸屏、按钮和/或旋转表盘。与信息娱乐警示装置154有关的警示信号可采用视觉、听觉和/或触觉警示的形式。
[0041]触觉警示组件140可以是任何合适触觉警示装置。在一个示例性实施例中，触觉警示组件140实施为车辆座椅组件200的一部分，如现在更详细所述。
[0042]图2是根据示例性实施例的车辆座椅组件200的示意性侧视图。座椅组件200可以安装在车辆(例如，上述车辆10)的乘员区域的底板上。在一个示例性实施例中，座椅组件200是机动车的驾驶员座椅，但是在其它例性实施例中，座椅组件200可以是乘员座椅和/或实施到任何类型的车辆中。
[0043]如图2所示，座椅组件200包括下部座椅构件210、座椅靠背构件220、头枕230和触觉警示组件140 (如上文在图1的讨论中简介的触觉警示组件140)。下部座椅构件210限定大致水平表面，用于支撑乘员(未示出)。座椅靠背构件220可以枢转地联接到下部座椅构件210且限定大致竖直表面，用于支撑乘员背部。头枕230操作性地联接到座椅靠背构件220以支撑乘员头部。类似于下文所述的图5，下部座椅构件210、座椅靠背构件220和头枕230均通过安装在框架上且用盖覆盖的弹性材料(例如，泡沫体)形成。
[0044]如下文更详细所述，触觉警示组件140安装在下部座椅构件210中，以在预定情况下给乘员提供触觉信号(例如，振动)。如上所述，触觉警示组件140是驾驶员警示系统100的一部分，以警示驾驶员和/或自动地控制(例如，制动或转向)车辆，以有助于驾驶员规避碰撞或减少碰撞撞击速度。
[0045]图3是根据示例性实施例的图2的座椅组件200的俯视图。如图3所示，下部座椅构件210总体上包括座椅底座310、第一座垫(bolster)320和第二座垫330。座垫320，330通常分别认为是下部座椅构件210的最左和最右侧。可以理解，在各个其它实施例中，座椅底座310可以没有座垫320，330，例如平座椅。在图3中，座垫320，330设置在座椅底座310的纵向侧面(例如，左侧和右侧)以支撑乘员的腿部和大腿。每个座垫320，330可以认为相对于主要行驶方向具有前端部324，334和后端部326，336。如图所示，座椅靠背构件220可以在后端部326，336与座垫320，330的一部分叠置。在座椅设计中通常认识到，座垫320，330设置在下部座椅构件210的侧面上，通常相对于座椅底座310成一角度。
[0046]图3还图示了触觉警示组件140的位置方面。具体地，触觉警示组件140包括安装在第一座垫320中的第一致动器322和安装在第二座垫330中的第二致动器332。第一和第二致动器322，332用线束360联接到触觉控制器350。在一个示例性实施例中，触觉控制器350对应于上述控制模块130，但是触觉控制器350可以可选地为独立控制器。
[0047]通常，第一和第二致动器322，332定位成允许乘员清楚和快速地感知和区分各种类型的触觉信号，而不负面地影响座椅舒适性和座椅耐用性。第一和第二致动器322，332的具体位置还可以取决于座椅设计考虑，包括座椅结构、座垫设计和泡沫厚度。虽然第一和第二致动器322，332描述为位于座垫320，330中，但是在其它实施例中第一和第二致动器322，332可以位于座椅组件200的其它区域，例如座椅底座310、座椅靠背构件220和/或头枕230。
[0048]如图所示，第一和第二致动器322，332 (例如，两个致动器)配置成独立地给乘员产生期望触觉信号，在左侧，右侧或者左侧和右侧两者。然而，在其它实施例中，可以提供附加致动器。在一个示例性实施例中，在第一和第二座垫320，330中安装第一和第二致动器322，332用于将致动器振动322，332彼此隔离，使得致动器322，332的触觉振动彼此去耦(或隔离)。
[0049]因而，振动可以高度地局部化。从而，当期望产生这两个致动器中的仅一个(例如，左致动器)时，座椅乘员不经受可能行进通过座垫材料或座椅结构到达其它致动器位置(例如，右致动器)的无意振动。作为一个示例，在已致动的致动器位置垂直于座椅座垫表面的测量竖直加速度的峰值幅度可以是沿平行于马达致动旋转轴线的轴线的测量加速度的峰值幅度的至少七倍。
[0050]在一个示例性实施例中，第一和第二致动器322，332位于座垫320，330的前端部324，334和座椅靠背构件220之间的距离的大约三分之二处。在一个示例性实施例中，第一和第二致动器322，332 (例如，致动器322，332的前边缘)可以与H点(或臀点)370横向对齐，如示意性所示。在其它实施例中，致动器322，332 (例如，致动器322，332的后边缘)位于H点370前面大约25 cm处和/或在H点370前面0 cm和25 cm之间。如车辆设计中通常认识到的，H点370是乘员臀部的理论相对位置，具体地是身体躯干和上部腿部分之间的枢转点。通常，如上所述，致动器322，332考虑性能、座椅耐用性和座椅舒适性定位。然而，本文讨论的示例性位置从识别和理解(例如感觉振动和识别警示方向)角度两者允许有利的乘员反应时间，通常为数百毫秒的量级。在一个示例性实施例中，H点370的位置与没有触觉反馈组件的下部座椅构件相比不变。
[0051]如下所述，两个致动器322，332在乘员检测和理解警示(例如，碰撞危险的方向)、座椅舒适性和座椅耐用性方面提供优势。在一个示例性实施例中，致动器322，332可分别独立地产生触觉警示的第一和第二部分，或者独立地操作以产生全部响应。作为示例，两个致动器322，332提供与警示性质和警示指代的方向有关的清楚信号，例如左致动器322至驾驶员的快速脉冲信号表示它们已经偏移经过左车道标记，而没有致动左转向信号灯。在左车道偏离的该情况下，附加致动器(例如，还致动右致动器)将减少乘员将致动与左侧事件正确地相关联的机会，且将增加乘员确定发生左侧事件所花费的时间(例如，如果在驾驶员远离道路向前看时发生致动)。类似地，致动器322，332的位置和尺寸在座椅耐用性方面提供优势，可以通过通常使用的滑动进入、反弹和扭动、以及膝盖负载耐用性座椅验证测试进行测量。致动器322，332可以设计成在150，000英里的车辆寿命内工作100，000次致动序列。其它致动器位置可损害乘员检测和警示有效性、座椅舒适性和座椅耐用性。例如，如果触觉装置放置在座椅的刚好前边缘，那么如果乘员的腿相对于座椅的前部部分往后拉，乘员可能不感知座椅振动。
[0052]如上所述，触觉控制器350基于触觉模式命令致动器322，332。例如，在乘员倒车时，当检测到从车辆右侧趋近的目标时，位于驾驶员右腿附近的致动器332被选择致动。相反，在乘员倒车时，当检测到从车辆左侧趋近的目标时，位于驾驶员左腿附近的致动器322被选择致动。致动器322，332类似地选择用于右和左车道偏离提醒或者检测车辆侧面的其它可能危险。当检测到车辆前方或后方的可能危险时，触觉控制器350选择致动驾驶员两侧的致动器322，332。
[0053]在一个不例性实施例中，在已致动的致动器位置垂直于座椅座垫表面的测量竖直加速度的峰值幅度可以是在未致动的致动器位置在竖直、前后和横向方向的测量加速度的峰值幅度的至少五倍。此外，通过示例的方式，致动曲线可以调节，以产生不同尺寸驾驶员感觉的期望加速度曲线。例如，与马达600的旋转速度相对应的振动的高频分量优选在55至67 Hz范围内。高频分量还被选择以减少与道路振动频率的不希望相互作用(例如，致动振动的屏蔽)。振动的竖直加速度优选在50和72 m/s2之间，且该加速度水平优选跨过每个致动器位置在10%内。
[0054]图4和5是触觉警示组件140的部分相对于示例性乘员400的相应俯视和侧视图。如图所示，第一和第二致动器322，332定位紧邻乘员的每个大腿。在所示示例性实施例中，乘员400是尺寸处于最小5%的女性。换句话说，所示乘员400相对于平均乘员相对小，且较大乘员通常在触觉座椅装置附近具有较高座椅压力分布，且将通常与座椅的更大面积接触。
[0055]图4和5还图示紧固到座椅框架401的弹性材料(例如，座垫中的泡沫体)。致动器322，332可包括马达，马达由座垫的泡沫体支撑且通过座垫的泡沫体从座椅框架401分开，以削弱致动器和座椅框架401之间的振动。在一些实施例中，致动器322，332由弹性材料包围。
[0056]图6A是可以结合到上述致动器322，332中的马达600的侧视图。作为示例，一个马达600可以结合到每个致动器322，332中。马达600可以是相对小和轻的马达，例如12VDC马达，其中，电流驱动磁体或线圈以转动输出轴602。偏心质量体604联接到轴602且与轴602 —起旋转，以产生触觉响应。换句话说，偏心质量体604选择性地旋转以产生用于乘员的振动感知。马达600和/或轴602可以定尺寸和定形为产生触觉响应的期望特性。可以提供其它类型的马达和/或致动组件，包括智能材料。
[0057]现在参考图6B，图示了根据一些实施例的致动曲线500和加速度曲线510的示例。致动曲线500表示发送给马达的指令致动信号，以确定由驾驶员感觉的触觉反馈的强度和持续时间。例如，致动曲线可表示由触觉控制器350产生的平均信号，以命令致动器322，332。致动曲线500包括活动时段502和不活动时段504。例如，活动时段502可以由触觉控制器350产生的正电压信号限定，不活动时段504可对应于由触觉控制器350产生的低或零电压信号。每个活动时段502具有前缘506和后缘508。在活动时段502期间，触觉致动器命令所选择马达旋转。在不活动时段504期间，触觉致动器不命令所选择马达旋转。应当理解的是，活动时段502是施加到马达的平均信号的表示，且实际上可包括快速重复的PWM序列。
[0058]加速度曲线510表示座椅座垫表面处的加速度。例如，加速度曲线510可以用放置在第一座垫320的表面处的加速计测量，以测量由于致动器322致动引起的加速度。加速度曲线510包括长度和间隔变化的触觉脉冲512，以产生车辆驾驶员感觉的触觉反馈。触觉脉冲512产生的触觉反馈表示警示类型。加速度曲线510包括第一方向数据514、第二方向数据516和第三方向数据518。在所不实施例中,第一方向数据514对应于垂直于座椅座垫表面测量的加速度，第二方向数据516对应于在相对于马达前后方向在座垫表面处测量的加速度，第三方向数据518对应于在垂直于竖直和前后方向的横向方向在座垫表面处测量的加速度。
[0059]在一个不例性实施例中，在已致动的致动器位置垂直于座椅座垫表面的测量竖直加速度的峰值幅度是在未致动的致动器位置在竖直、前后和横向方向的测量加速度的峰值幅度的至少五倍。此外，通过示例的方式，致动曲线可以调节，以产生不同尺寸驾驶员感觉的期望加速度曲线。例如，与马达400的旋转速度相对应的振动的高频分量可以在55至67Hz范围内。高频分量还被选择以减少与道路振动频率的不希望相互作用。振动的竖直加速度可以在50和72 m/s2之间。在一个示例中，竖直加速度水平跨过每个致动器位置在10%内。
[0060]总体上，座椅座垫处的加速度曲线510在致动曲线500的活动时段502期间增加，且在致动曲线500的不活动时段504期间减小。致动曲线500的活动时段502和不活动时段504的相对持续时间可以用于表示可能危险的严重性。此外，活动时段502和不活动时段504之间的时间可以减小以指示更紧急的警示。例如，独特触觉警示致动曲线500可以用于在近场迫近碰撞警示和可能超出驾驶员视线的远场建议事件之间进行区分。
[0061 ] 马达600可以以在座椅座垫(例如，座垫320，330)表面处产生长度、间隔和强度变化的触觉脉冲的方式操作，以产生车辆驾驶员感觉的触觉反馈。触觉脉冲产生的触觉反馈表示警示类型，例如碰撞条件的性质。触觉控制器350确定合适电压且例如确定“on”时段(其中，电压提供给马达600)和“off”时段(其中，没有电压提供给马达600)的脉宽调制(PWM)模式。
[0062] 在一些实施例中，活动时段和不活动时段的相对持续时间可以用于指示可能危险的严重性，和/或活动时段和不活动时段之间的时间可以减小以指示更紧急的警示，例如在近场迫近碰撞警示和可能超出驾驶员视线的远场建议事件之间的差别。紧急和不紧急警示之间的区别可以通过改变驾驶员的触觉反馈传送。例如，振动脉冲数量、脉冲on和脉冲off循环模式、脉冲特征(pulse signatures)、脉冲强度或脉冲位置可以变化以产生不同警示。作为示例，在第一次检测目标时，可提供单个脉冲或独特脉冲特征，且随着车辆移动更接近目标，脉冲之间的间隔时间(或脉冲特征)减小和/或脉冲数量增加，直到到达最小间隔时间。邻近警示的强度设置可以不同于碰撞警示设置(例如，当碰撞危险更大时，更强)，以减少客户不舒适或烦恼。
[0063]下文提供示例性警示模式的示例。车道偏离提醒(LDW)事件的触觉警示由80 ms的活动时段和120 ms的不活动时段命令的三个脉冲表示。后方横穿交通警示(RCTA)事件由100 ms的活动时段和100 ms的不活动时段命令的三个脉冲表示。前方碰撞警示(FCA)、碰撞迫近制动(CIB)或自适应巡航控制(ACC)事件由100 ms的活动时段和100 ms的不活动时段命令的五个脉冲表示。后方驻车辅助(RPA)第一次检测事件由70 ms的活动时段和130 ms的不活动时段命令的一个或两个脉冲表示。RPA和前方驻车辅助(FPA)附近目标事件由70 ms的活动时段和130 ms的不活动时段命令的五个脉冲表示。ACC “通知(gonotif ier)”事件(在车辆停止之后，使用ACC发送信号给驾驶员，他们跟随的车辆继续前进)由100 ms的活动时段和100 ms的不活动时段命令的三个脉冲表示。
[0064]图7是可以结合到上述致动器322，332中的致动器壳体700的立体图，图8是致动器壳体700的侧视图。通常，还参考图6，马达600可以定位在致动器壳体700中，以便安装和操作，例如使得一个马达600和一个壳体700形成每个致动器322，332 (图3)。通常，致动器壳体700配置成保护马达600，同时允许将由马达600产生的触觉信号传输给乘员。
[0065]致动器壳体700可以具有任何合适尺寸和形状。在一个示例性实施例中，致动器壳体700可包括侧壁702、底壁706和顶壁708。应当注意的是，措辞“侧”、“顶”和“底”仅仅是描述图7所示的致动器壳体700的相对措辞，而不必暗示或要求在安装或操作期间的具体取向。侧壁706可配置有分开的第一和第二部分，以提供至致动器壳体700内部的通路，例如以便安装和/或更换马达600。可以提供卡扣或其它锁定机构710，以紧固和释放相应部分。在其它实施例中，致动器壳体700可以具有铰接或蛤壳结构以容纳马达600。壁702，706，708中的一个或多个可限定容纳联接到马达600的布线构件720的孔。如上文更详细所述，布线构件720可以是将马达600联接到触觉控制器350 (图3)的线束360的一部分。
[0066]如图所示，顶壁708可以联接到具有至少一个伸出表面712的板构件或者由所述板构件形成。图7中的顶壁708包括在致动器壳体700的相对边缘处的伸出表面712。由于伸出表面712，顶壁708可以具有比底壁706更大的平面尺寸。在一个示例性实施例中，顶壁708可以比底壁706大近似50 %，但是其它相对尺寸是可能的。因而，顶壁708可以定尺寸为提供来自于马达600的触觉响应的有利传输。例如，顶壁708的较大尺寸允许触觉响应传输经过较大面积，例如振动可以散播经过更大面积，以增强乘员检测且增加座椅中更大范围的乘员尺寸和乘员定位的可检测性。还如下文更详细所述，顶壁708的尺寸还可以利于致动器322，332 (图3)的准确的可重复安装。
[0067]图9是从座椅靠背构件220 (图2)移开且盖移开的下部座椅构件210的俯视图。如上所述，下部座椅构件210可以由座椅底座310以及第一和第二座垫320，330形成。还如上文简介的，座椅底座310以及第一和第二座垫320，330中的每个可包括安装在框架(图9中未示出)上的泡沫体910，920，930。
[0068]图9具体地图示了利于将致动器322，332 (图9未示出)分别安装到第一和第二座垫320，330的泡沫体920，930的特性。在一个示例性实施例中，每个泡沫体920，930限定凹部922，932，以容纳一个致动器322，332。
[0069]图10是凹部932的更详细图，但是图10的说明还可应用于凹部922 (图9)。如图9所示,在该示例性实施例中，凹部932是多层(或多阶梯)凹部。具体地，凹部932包括第一层1030、第二层1032和第三层1034。层1030，1032，1034定尺寸为可靠地容纳致动器322,332 (图10未示出)。还参考图7和8，第一层1030定尺寸有相对尺寸，从而容纳致动器壳体700的侧壁702和底壁706。在侧壁702和底壁706插入后，第二层1032容纳致动器壳体700的顶壁708。层1030，1032的壁用于在安装期间准确地定位致动器壳体700且在操作期间防止致动器壳体700的横向和纵向移动。另外参考图11，是安装在凹部932中的致动器(例如，致动器332)的俯视图，可以提供顶盖垫1100，以在安装和操作期间覆盖致动器壳体700以及确保座椅舒适性和座椅耐用性。顶盖垫1100可以是装配在凹部932的第三层1034内的网格或泡沫垫。在安装后，致动器壳体700和顶盖垫1100可以堆叠在凹部932内以提供相应座垫320，330的基本不中断平面表面。换句话说，安装的致动器322，332总体上放置成不相对于下部座椅构件210突出或凹进。图12和13分别是安装在凹部(例如，凹部932)中且由泡沫体930和顶盖垫1100基本上包围的致动器(例如，致动器332)沿图11的线12-12和13-13的截面图。由于该设置，致动器322，332可以安装在泡沫体920,930的最深和/或最厚部分中。在其它实施例中，致动器322，332可以更靠近表面或者在泡沫体920，930中更深。
[0070]最佳地如图10所示，凹部932还包括通孔1036，以容纳线束360的部分，例如延伸通过致动器壳体700的布线构件720，如参考图7和8所述。
[0071]再次参考图9，凹部922，932显示在下部座椅构件210的“顶”侧(或A表面)。然而，在可选实施例中，凹部可以在下部座椅构件210的下侧的“底”侧(或B表面)上形成。
[0072]仍参考图9,示意性地示出了线束360的路线。具体地,线通道950延伸通过泡沫体910，920，930以容纳线束360，从而马达600 (图6)电联接到触觉控制器350 (图3)。通常，线通道950包括容纳线束360的至第一致动器322 (图3)的第一线954的第一线通道952和容纳线束360的至第二致动器332 (图3)的另一线958的第一线通道956。在一个示例性实施例中，线通道952，956可以延伸到下部座椅构件210的同一侧。在图9的图示中，线通道952，956和相关线954，958从相应致动器322，332通过下部座椅构件210延伸到触觉控制器350。如图所示，触觉控制器350可以相对于致动器322，332偏移，从而触觉控制器350相对于另一个致动器332更靠近一个致动器322。在一个示例性实施例中，触觉控制器350可以位于下部座椅构件210下方，但是可以提供其它位置。该设置导致线954，958具有不同长度，例如线958比线954更长。线954，958之间的长度差异用于在安装期间防止布线错误。参考所示示例性实施例，线954是较短的线，从而不能物理地到达远侧致动器332，继而有助于确保线954合适地联接到致动器322的指定控制器输出端，例如右侧致动器322的线954联接到触觉控制器350的左侧输出端。在一些情况下，错误布线的线可能不能物理地到达触觉控制器350。控制器还可以具有在相对侧上的输入端，以接收线954，958。如图9所示，一个示例性设置可以使得左侧线954从左侧致动器322联接到触觉控制器350的左侧且右侧线958从右侧致动器332联接到触觉控制器350的右侧。该设置还可以防止布线错误。
[0073]本文所述的实施例提供优于现有警示装置的许多优势。例如，通过将触觉马达放置在座椅的弹性泡沫垫内，可以消除座椅框架和马达之间的直接接触。因此，可以减少通过座椅和马达位置之间的振动传输。此外，马达可以放置在乘员腿部下方，以改进方向反馈(例如，驾驶员左方或右方)。弹性泡沫座椅底部还阻尼或削弱马达位置之间的振动传输。此夕卜，第一马达处的触觉脉冲的强度可基于第一马达和第二马达位置之间的振动阻尼，以实现第一马达处的期望脉冲强度，在没有或者仅仅微小的振动跨越到第二马达位置。
[0074]虽然已经在上述详细描述中说明了至少一个示例性实施例，但应当理解，存在大量的变型。还应当理解的是，示意性实施例仅仅是示例，并不旨在以任何方式对本公开的范围、应用或构造构成限制。相反，上述详细描述将向本领域的技术人员提供应用示例性实施例的便捷路径。应当理解，可对元件的功能及设置进行各种改变而不脱离所附权利要求及其合法等价物界定的本公开范围。
【权利要求】
1.一种触觉反馈系统，包括: 底部座椅构件，所述底部座椅构件包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；位于座椅底座的第一侧上的第一座垫；以及位于座椅底座的第二侧上的第二座垫，其中，所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料； 第一马达，所述第一马达由第一座垫的弹性材料支撑；和 第二马达，所述第二马达由第二座垫的弹性材料支撑。
2.根据权利要求1所述的触觉反馈系统,还包括座椅框架,且其中，第一座垫的弹性材料设置在第一马达和座椅框架之间，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动，且其中，第二座垫的弹性材料设置在第二马达和座椅框架之间，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动。
3. 根据权利要求2所述的触觉反馈系统，其中，第一座垫的弹性材料基本上包围第一马达，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动，且其中，第二座垫的弹性材料基本上包围第二马达，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动。
4.根据权利要求1所述的触觉反馈系统，其中，第一座垫限定第一凹部且第二座垫限定第二凹部，且其中，第一马达设置在第一凹部中且第二马达设置在第二凹部中。
5.根据权利要求1所述的触觉反馈系统，还包括控制器，所述控制器与第一马达连通，且基于第一马达和第二座垫之间的振动耦合来产生脉宽调制(PWM)信号以命令第一马达，并且基于第二马达和第一座垫之间的振动耦合来命令第二马达。
6.根据权利要求5所述的触觉反馈系统，其中，第一马达包括第一旋转轴线，且其中，所述控制器产生PWM信号以命令第一马达产生触觉脉冲，所述触觉脉冲具有的垂直于第一座垫的峰值竖直加速度是沿平行于第一旋转轴线的峰值前后加速度的至少七倍。
7.根据权利要求5所述的触觉反馈系统，其中，所述控制器产生PWM信号以命令第一马达产生触觉脉冲，使得在第二马达未致动时第一马达处的峰值竖直加速度是在第二座垫处在竖直方向、前后方向和横向方向的峰值加速度的至少五倍。
8.根据权利要求5所述的触觉反馈系统，其中，所述控制器产生第二PWM信号以命令第二马达产生触觉脉冲，所述触觉脉冲具有的第二峰值加速度在由第一马达产生的触觉脉冲的峰值加速度的大约10%内。
9.一种车辆座椅组件,包括: 座椅框架； 底部座椅构件，所述底部座椅构件紧固到座椅框架，所述底部座椅构件包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；位于座椅底座的第一侧上的第一座垫；以及位于座椅底座的第二侧上的第二座垫，其中，所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料； 第一马达，所述第一马达由第一座垫的弹性材料支撑，且通过第一座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动；和 第二马达，所述第二马达由第二座垫的弹性材料支撑，且通过第二座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动。
10.一种车辆，包括: 座椅框架； 底部座椅构件，所述底部座椅构件紧固到座椅框架，所述底部座椅构件包括:带有第一侧和第二侧的座椅底座；位于座椅底座的第一侧上的第一座垫；以及位于座椅底座的第二侧上的第二座垫，其中，所述第一座垫和第二座垫包括弹性材料； 第一马达，所述第一马达由第一座垫的弹性材料支撑，且通过第一座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第一马达和座椅框架之间的振动； 第二马达，所述第二马达由第二座垫的弹性材料支撑，且通过第二座垫的弹性材料从座椅框架分开，以削弱第二马达和座椅框架之间的振动；和 控制器，所述控制器与第一马达和第二马达连通，且基于第一马达和第二座垫之间的振动稱合来产生第一脉宽调制(PWM)信号以命令第一马达，并基于第二马达和第一座垫之间的振动耦合来产生第二· PWM信号以命令第二马达。
【文档编号】B60N2/44GK103569013SQ201310249842
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2012年6月22日
【发明者】R.J.基弗, D.K.麦奎恩, M.A.斯特宾斯, C.A.格林, A.N.巴利奥斯 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司