专利名称：一种汽车座椅舒适性安全性监测控制系统以及方法
技术领域：
本发明涉及的是一种汽车座椅的调整系统，特别涉及的是一种车座椅舒 适性安全性监测控制系统以及方法。
背景技术：
对于经常乘坐汽车的人(如驾驶员)来说，如何即舒适又安全的运行在
路上， 一直是许多汽车设计开发人员不断努力追求的方向，请参阅图8所示， 其为现有的关于驾驶过程中的所需采集的位置参数的示意图，其中的A、 B......M、 N为需要采集的参数，根据个体的几何特征以及汽车的驾驶室的
结构获得关于乘坐人员的健康模型，也就是这些参数的范围，因此一般都要 在确定了具体的对象(人和车)之后才能确定；请参阅图6、图7所示，这 是在垂直和水平方向上，加权加速度、频率时间与人生理疲劳的关系图，可 以说明的是人们已经开始研究在哪种驾驶或乘坐状态下，即满足舒适性又满 足安全性的状态，基于这种生理科学的研究成果已经把这种健康模型参数建 立起来了，通过当前的乘坐环境情况就可以，预测人体在几小时之后可能会 感到的不适和受到的伤害；
但是如何基于已经建立起来的健康模型参数，对现有汽车进行改造，提 取相应的状态参数，如何确认是否符合模型参数的要求，以及如何进行调节， 如何与汽车通讯系统分享数据和信息，共同来控制和改变汽车及座椅的动态 性能和舒适性和安全性状况，都是本领域人员正在摸索和期待突破的方向。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种汽车座椅舒适性安全性监测控制系统以及 方法，用以克服上述缺陷。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，首先提供一种汽车座椅舒适 性安全性监测控制系统，其包括一座椅本体，还包括 一传感器组，其由复数个
传感器组成，所述的传感器设置于所述座椅本体上，用以采集表征乘坐人员状态 的各种参数数据；
一数据传输单元，其将所述的传感器组获得参数数据进行转换并传输；
一处理器单元，其接收数据传输单元传输过来的参数数据，通过内部预设的
程序，转换为相应的状态参数，并发出控制指令；
一执行单元，其接收所述处理器单元的控制指令，调整座椅本体在汽车内部 的姿态和位置；
其中，所述的传感器组包括位置传感器、转角传感器、压力传感器、红外 线传感器、加速度传感器以及温度传感器其中任意两种、三种、四种或五种的组 合；
其中，所述的数据传输单元为RS232或是CAN总线传输结构； 其中，还包括一显示单元，所述的显示单元为一独立的显示器或汽车自身的 仪表显示器，所述的处理器单元与所述的显示单元相连接，用以显示状态参数； 其中，其特征在于，所述的处理器单元为汽车控制器；
其中，所述的执行单元为电机执行机构、气压传动机构或液压传动机构其中 之一或其中两者组合；
其次提供一种汽车座椅舒适性安全性监测控制方法，其是通过上述的汽车座 椅舒适性安全性监测控制系统实现的，其包括的步骤为
步骤a:系统初始化；
步骤b:传感器组采集多种参数数据；
步骤c:处理器单元对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适性 模型参数；
步骤d:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述 步骤b,否则执行下述步骤e;
步骤e:提示乘坐人员进行人体姿态调整； 步骤f:传感器组采集多种参数数据；
模型参数；
步骤h:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述 步骤b,否则执行下述步骤i;
步骤i:执行单元进行动作，调整座椅的状态； 步骤j:传感器组采集多种参数数据； 步骤k: 模型参数；
步骤l:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述步 骤b,否则执行下述步骤m;
步骤m:给出需要更换座掎的提示； 步骤n:过程结束。
其中，所述的步骤i:执行单元进行动作，调整座椅的状态；其包括的步骤为
步骤il:调节座椅位置；
步骤i2:传感器组采集多种参数数据；
模型参数；
步骤i4:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行下述 步骤i6,否则执行下述步骤i5; 步骤i5:调节座椅气袋压力； 步骤i6:步骤i结束；
其中，在所述的步骤l与步骤m之间，还包括以下步骤 步骤ll:汽车控制器改变汽车运动状态； 步骤12:传感器组采集多种参数数据；
步骤13:处理器单元对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适性 模型参数；
步骤14:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行所述 的步骤b,否则执行下述步骤m;
其中，所述的步骤n还包括将上述各种变化后的座椅本体的状态参数储存 在所述的处理器单元中。
与现有技术比较本发明的有益效果在于，确保乘车人员在汽车行使过程中处 于舒适安全的状态，有利于保护乘车人员的身心健康，从而减少因为驾驶或乘坐 状态不适而引起的疾病或事故。
图1为本发明一种汽车座椅舒适性安全性监测控制系统实施例一的结构简
图2为本发明一种汽车座椅舒适性安全性监测控制系统实施例二的结构简
图3为本发明一种汽车座椅舒适性安全性监测控制方法的实施例一的流程
图4为本发明一种汽车座椅舒适性安全性监测控制方法的实施例一中步骤i 的流程图5为本发明一种汽车座椅舒适性安全性监测控制方法的实施例二的流程图。
图6所示为现有的关于驾驶过程中的加速度参数量与舒适性关系的示 意图一；
图7所示为现有的关于驾驶过程中的一些参数量与舒适性关系的示意 图二；
图8为所示为现有的关于驾驶过程中的所需釆集的位置参数的示意图。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 请参阅l所示，其为本发明汽车座椅舒适性安全性监测控制系统实施例一的 结构简图，其包括 一座椅本体1，所述的座椅本体1包括座椅以及安全带，一 传感器组2,所述的传感器组2是由复数个传感器组成，这些传感器可以为位置 传感器、转角传感器、压力传感器、红外线传感器、加速度传感器以及温度传感 器其中任意两种、三种、四种或五种的组合；
所述的传感器组2设置于所述座椅本体1上，用以釆集表征乘坐人员状态的 各种参数数据；
一数据传输单元3，其为RS232或是CAN总线传输结构；其将所述的传感器 组2获得参数数据进行转换并传输；
一处理器单元4,其为汽车控制器，也可以为车载式单片机或车载式嵌入式 系统，这里所指的处理器单元4都为汽车控制器，用以接收数据传输单元3传输
过来的参数数据，通过内部预设的程序，转换为相应的状态参数，并发出控制指
令；
一执行单元5，其接收所述处理器单元4的控制指令，调整座椅本体1在汽 车内部的姿态和位置；所述的执行单元5为电才几执行机构、气压传动才几构或液压 传动机构其中之一或其中两者组合。
需要说明的是对于传感器组2传送给所述处理器单元4的监测量如下所示
a、 座椅位置的监测测量和调节座椅的位置直接影响到人体的乘坐姿势，交 通事故发生时座椅的安全性能，和安全气嚢的相对位置。
b、 人体的重量测量人体的重量测量能告诉汽车电子系统是否在座椅上有乘 客，用于决定安全气嚢的释放，也可用于预测人体数学模型的动态响应。
c、 人体尺寸的测量人体尺寸和座椅位置共同决定乘客的姿态。
d、 座椅人体加速度的监测人体加速度是评估座椅振动性能的一个重要变量， 实时数据表明人体加速度的瞬间响应，传递率和加权均方根值反映座椅系统的振 动性能。人体加速度也可用于调节汽车的驾驶状态。
e、 人体的位置监测人体位置的变化信号能告诉汽车电子系统许多人体舒适 性和安全性的信息，比如从人的头部位置变化可以判断驾驶员是否清醒，从人体 的位置实时数据可以分析人体是否感到不适。
f、 座椅安全带应力的监测座椅安全带应力信号可以表明安全带是否工作， 同时和座椅控制系统一起使座椅在交通事故发生时更加安全。
g、 座椅人体接触面的应力监测座椅人体接触面的应力分布是人体舒适性的 另一个指标，当有应力集中产生时，人体该部位会感到不舒服，座椅控制系统可 以通过改变气袋的压力或人的姿态来减少或消除应力集中。
h、 座椅温度监测座椅的温度过高或过低都会使人体感到不舒服，座椅的温 度监测让座椅控制系统保持座椅温度在人体舒适的范围内。
i、 座椅系统的监测监控座椅系统的参数，保证座椅系统正常运作。 座椅舒适性和安全性监测系统在整个汽车系统中是一个节点单元，和汽车中
的其它节点单元可组成较完善的网络控制和测试环境，可以和汽车其它控制器一 起共同作用，提高汽车的舒适性和安全性。
图2为本发明一种汽车座椅舒适性安全性监测控制系统实施例二的结构简 图；其中其是在图1的基础上怎加了 ， 一显示单元6,所述的显示单元6为一独
立的显示器或汽车自身的仪表显示器，所述的处理器单元4与所述的显示单元6
相连接，用以显示状态参数；并给与乘坐人员一定的提示，如期望乘坐人员调 整姿态，或者是希望乘坐人员更换座椅等。
请参阅图3所示，其为本发明一种汽车座椅舒适性安全性监测控制方法的实 施例一的流程图，其是通过上述的汽车座椅舒适性安全性监测控制系统实现的， 其包括的步骤为
步骤a:系统初始化；
步骤b:传感器组2采集多种参数数据；
步骤c:处理器单元4对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适 性模型参数；
步骤d:与一预设标准模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述 步骤b，否则执行下述步骤e;
步骤e:提示乘坐人员进行人体姿态调整； 步骤f:传感器组2采集多种参数数据；
步骤g:处理器单元4对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适 性模型参数；
步骤h:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述 步骤b,否则执行下述步骤i;
步骤i:执行单元5产生调整座椅状态的动作； 步骤j:传感器组2采集多种参数数据；
步骤k:处理器单元4对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适 性模型参数；
步骤h与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述步 骤b，否则执行下述步骤m;
步骤m: 给出需要更换座椅的提示； 步骤n:过程结束。
对于步骤d或者步骤k,来说其与之进行比较的模型参数，或者说是判断的 基准是现有的也就是在背景技术中所提到的标准模型参数，其都存储在所述的处 理器单元4中；上述的各种提示都是通过显示单元6提供的，
对于上述步骤i中，所述的执行单元5进行调整座椅状态的动作，请参阅图4
所示，其包括一下步骤
步骤il:调节座椅位置；
步骤i2:传感器组2采集多种参数数据；
步骤i3:处理器单元4对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适 性模型参数；
步骤i4:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行下述 步骤i6，否则执行下述步骤i5; 步骤i5:调节座椅气袋压力； 步骤i6:步骤i结束；
这是通过所述执行单元5电机执行机构的往复运动来调整步骤il的座椅位 置、通过气压传动机构或液压传动机构来调节座椅气袋压力，每次进行调节之后 都要通过传感器组2以及处理器单元4来判断是否达到了 ，预设健康模型参数所 对应的舒适性安全性的标准。
请参阅图5所示，其为本发明一种汽车座椅舒适性安全性监测控制方法的实 施例二的流程图，其是通过上述的汽车座椅舒适性安全性监测控制系统实现的， 其包括的步骤为步骤a:系统初始化；
步骤b:传感器组2采集多种参数数据；
步骤c:处理器单元4对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适 性模型参数；
步骤d:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述 步骤b,否则执行下述步骤e;
步骤e:提示乘坐人员进行人体姿态调整； 步骤f:传感器组2采集多种参数数据；
步骤g:处理器单元4对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适 性模型参数；
步骤h:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述 步骤b,否则执行下述步骤i;
步骤i:执行单元进行动作，调整座椅的状态； 步骤j:传感器组2采集多种参数数据；
步骤k:处理器单元4对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适
性模型参数；
步骤l:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述步 骤b,否则执行下述步骤ll;
步骤ll:汽车控制器改变汽车运动状态； 步骤12:传感器组2采集多种参数数据；
步骤13:处理器单元2对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适 性模型参数；
步骤14:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行所述 的步骤b,否则执行下述步骤m;
步骤m: 给出需要更换座椅的提示；
步骤n:将上述各种变化后的座椅本体的状态参数储存在所述的处理器单元2 中，整个过程结束。
所述步骤ll中汽车控制器改变汽车运动状态，所述的状态为通过汽车控制器 实现对汽车的运动速度(加速度)、车内的温度(用以控制空调或者制冷装置进 行工作)的调节。
所述的步骤n中，对于上述多个步骤调好的座椅状态，为了避免在下次进行 乘坐时进行重新调整，这里通过处理器单元(汽车控制器)将前者调节参数存储 起来，当乘坐人员重新乘坐时，只需要按动一个键钮，便轻松获得以前存储的适 合个人需要的设定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限 制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其 进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
1、一种汽车座椅舒适性安全性监测控制系统，其包括一座椅本体，其特征在于，还包括一传感器组，其由复数个传感器组成，所述的传感器设置于所述座椅本体上，用以采集表征乘坐人员状态的各种参数数据；一数据传输单元，其将所述的传感器组获得参数数据进行转换并传输；一处理器单元，其接收数据传输单元传输过来的参数数据，通过内部预设的程序，转换为相应的状态参数，并发出控制指令；一执行单元，其接收所述处理器单元的控制指令，调整座椅本体在汽车内部的姿态和位置。
2、 根据权利要求1所述的汽车座椅舒适性安全性监测控制系统，其特征在于， 所述的传感器组包括位置传感器、转角传感器、压力传感器、红外线传感器、 加速度传感器以及温度传感器其中任意两种、三种、四种或五种的组合。
3、 根据权利要求1所述的汽车座椅舒适性安全性监测控制系统，其特征在于， 所述的数据传输单元为RS232或是CAN总线传输结构。
4、 根据权利要求1所述的汽车座椅舒适性安全性监测控制系统，其特征在于， 还包括一显示单元，所述的显示单元为一独立的显示器或汽车自身的仪表显示器， 所述的处理器单元与所述的显示单元相连接，用以显示状态参数。
5、 根据权利要求1或4所述的座椅控制器或汽车座椅舒适性安全性监测控制 系统，其特征在于，所述的处理器单元为汽车控制器。
6、 根据权利要求1所述的汽车座椅舒适性安全性监测控制系统，其特征在于， 所述的执行单元为电机执行机构、气压传动机构或液压传动机构其中之一或其中 两者组合。
7、 一种汽车座椅舒适性安全性监测控制方法，其是通过上述的汽车座椅舒适 性安全性监测控制系统实现的，其特征在于，其包括的步骤为步骤a:系统初始化；步骤b:传感器组采集多种参数数据；模型参数；步骤d:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述 步骤b,否则执行下述步骤e; 步骤e:提示乘坐人员进行人体姿态调整； 步骤f:传感器组釆集多种参数数据； 步骤g: 模型参数；步骤h:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述 步骤b，否则执行下述步骤i;步骤i:执行单元进行动作，调整座椅的状态； 步骤j:传感器组采集多种参数数据；步骤k:处理器单元对人体的舒适程度进行分析获得与此状态相对应舒适性 模型参数；步骤l:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行上述步 骤b,否则执行下述步骤m;步骤m: 给出需要更换座椅的提示； 步骤n:过程结束。
8、 根据权利要求7所述的汽车座椅舒适性安全性监测控制方法，其特征在于， 所述的步骤i:执行单元进行动作，调整座椅的状态；其包括的步骤为步骤il:调节座椅位置；步骤i2:传感器组采集多种参数数据；模型参数；步骤i4:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行下述 步骤i6,否则执行下述步骤i5; 步骤i5:调节座椅气袋压力； 步骤i6:步骤i结束。
9、 根据权利要求7所述的汽车座椅舒适性安全性监测控制方法，其特征在于， 在所述的步骤1与步骤m之间，还包括以下步骤步骤ll:汽车控制器改变汽车运动状态； 步骤12:传感器组釆集多种参数数据； 步骤13:处理紧-模型参数； 步骤14:与一预设健康模型参数进行比较，判断是否舒适，如果是执行所述的步骤b，否则执行下述步骤m。
10、根据权利要求7所述的汽车座椅舒适性安全性监测控制方法，其特征在 于，所述的步骤n还包括将上述各种变化后的座椅本体的状态参数储存在所述 的处理器单元中。
全文摘要
本发明为一种汽车座椅舒适性安全性监测控制系统及方法，其系统包括一座椅本体，一传感器组，其由复数个传感器组成，所述的传感器设置于所述座椅本体上，用以采集表征乘坐人员状态的各种参数数据；一数据传输单元，其将所述的传感器组获得参数数据进行转换并传输；一处理器单元，其接收数据传输单元传输过来的参数数据，通过内部预设的程序，转换为相应的状态参数，并发出控制指令；一执行单元，其接收所述处理器单元的控制指令，调整座椅本体在汽车内部的姿态和位置。
文档编号G05B19/42GK101393433SQ200710140648
公开日2009年3月25日 申请日期2007年9月21日 优先权日2007年9月21日
发明者何奇伟, 陈邦锐 申请人:浙江天成座椅有限公司