專利名稱：帶有控制系統(tǒng)的汽車座椅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及汽車座椅領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種汽車座椅，該汽車座椅的座椅靠背具有柔性構(gòu)件。
背景技術(shù)：
在汽車座椅行業(yè)之外，具有在至少兩個垂直間隔開的位置鉸接到座椅靠背框架組件上以提供可控曲線式彎曲支撐的柔性座椅靠背的椅子是公知的。
具有可向后傾斜的靠背的汽車座椅是公知的。具有可向后傾斜的靠背以及可獨立活動的座椅基座的汽車座椅也是公知的。具有可調(diào)腰部構(gòu)件的汽車座椅也是公知的，該可調(diào)腰部構(gòu)件包括柔性構(gòu)件，該柔性構(gòu)件的第一端錨固、第二端可相對于第一端移動，從而使該柔性構(gòu)件改變其形狀以便在汽車座椅的腰部區(qū)域提供可調(diào)支撐。同時移動座椅基座和座椅靠背以達到理想的最終位置也是公知的。例如，這在這樣一種情形下或許是理想的，即汽車座椅能夠記憶使用者的座椅位置，如果該位置改變，則座椅能夠移回到使用者的理想位置。然而，現(xiàn)有技術(shù)的參考文獻沒有教導(dǎo)任何座椅靠背和座椅基座之間的運動關(guān)系。
雖然有這些已知的裝置，但仍然迫切需要開發(fā)一種能夠更好地支撐座椅使用者的汽車座椅。具體而言，需要提供一種能夠為多種體形的座椅使用者提供連續(xù)支撐的汽車座椅。此外，需要提供一種汽車座椅，該座椅包括柔性座椅靠背，這種靠背能夠自動調(diào)節(jié)以適應(yīng)使用者特有的體形和坐姿，并且還能夠調(diào)節(jié)以適應(yīng)使用者變化的體形和坐姿。此外，還需要提供一種汽車座椅，該座椅具有座椅靠背，這種靠背能夠為使用者提供個性化的支撐，并且能允許背部和脊椎運動。
還需要提供一種汽車座椅，該座椅具有座椅靠背，這種靠背能夠相對于使用者更自然地轉(zhuǎn)動，并且能更好地保持腰部支撐與使用者接觸。
迫切需要提供一種具有一個或多個上述特征或其他有益特征的汽車座椅。其他特征或優(yōu)點通過本發(fā)明將變的清楚。由實施方式所延伸的教導(dǎo)將落入附屬權(quán)利要求的范圍，而不論它們是否能實現(xiàn)上述的一種或多種需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一種典型的實施方式，提供的汽車座椅控制系統(tǒng)包括座椅基座、座椅基座電機、座椅靠背、手動調(diào)角機構(gòu)、和控制電路。座椅基座電機的配置用于前后移動座椅基座。手動調(diào)角機構(gòu)的配置用于調(diào)節(jié)座椅靠背的傾斜角度。控制電路的配置用于響應(yīng)傾斜角度的改變來前后移動座椅基座。
根據(jù)另一典型的實施方式，提供的汽車座椅控制系統(tǒng)包括座椅基座、座椅基座電機、座椅靠背、手動調(diào)角機構(gòu)、和控制電路。座椅基座電機的配置用于前后移動座椅基座。手動調(diào)角機構(gòu)的配置用于調(diào)節(jié)座椅靠背的傾斜角度?？刂齐娐返呐渲糜糜陧憫?yīng)座椅靠背的移動來移動座椅基座，座椅基座的移動比率是每傾斜大約1度座椅基座前后移動大約1mm至大約4mm。
根據(jù)另一典型的實施方式，提供的具有控制系統(tǒng)的汽車座椅包括導(dǎo)軌、座椅基座、座椅基座電機、座椅靠背、手動調(diào)角機構(gòu)、座椅基座輸入裝置、和控制電路。座椅基座連接到導(dǎo)軌。座椅基座電機的配置用于前后移動座椅基座。座椅靠背鉸接到導(dǎo)軌。手動調(diào)角機構(gòu)的配置用于使座椅靠背相對于導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動。座椅基座輸入裝置的配置用于接收操作人員的命令移動座椅基座?？刂齐娐返呐渲糜糜趶淖位斎胙b置接收操作人員的命令控制座椅基座電機?？刂齐娐愤€可以配置用于響應(yīng)座椅靠背的移動來移動座椅基座?？刂齐娐愤€可以配置用于響應(yīng)從座椅基座輸入裝置接收命令來單獨移動座椅基座。
根據(jù)另一典型的實施方式，具有電子控制系統(tǒng)的汽車座椅包括導(dǎo)軌、連接到導(dǎo)軌的座椅基座、鉸接到導(dǎo)軌的座椅靠背、座椅基座及靠背輸入裝置、和控制電路。座椅基座具有用于前后移動座椅基座的座椅基座電機。座椅靠背具有用于調(diào)節(jié)座椅靠背傾斜角度的座椅靠背電機。座椅基座輸入裝置的配置用于接收操作人員的命令移動座椅基座。座椅靠背輸入裝置的配置用于接收操作人員的命令移動座椅靠背?？刂齐娐返呐渲糜糜诮邮詹僮魅藛T的命令控制座椅基座電機和座椅靠背電機?？刂齐娐返呐渲糜糜陧憫?yīng)從座椅靠背輸入裝置接收命令來移動座椅基座和座椅靠背，以及響應(yīng)從座椅基座輸入裝置接收命令來單獨移動座椅基座。
根據(jù)一個有益特征，控制電路的配置用于響應(yīng)從座椅靠背輸入裝置接收命令以第一速度移動座椅基座，以及響應(yīng)從座椅基座輸入裝置接收命令以快于第一速度的第二速度移動座椅基座。
根據(jù)另一典型的實施方式，汽車座椅的電子控制系統(tǒng)包括座椅基座電機、座椅靠背電機、操作人員輸入裝置、和控制電路。座椅基座電機的配置用于前后移動座椅基座。座椅靠背電機的配置用于調(diào)節(jié)座椅靠背的傾斜角度。操作人員輸入裝置的配置用于接收操作人員的命令來移動汽車座椅?？刂齐娐返呐渲糜糜诮邮詹僮魅藛T的命令來控制座椅基座電機和座椅靠背電機?？刂齐娐返呐渲糜糜诎凑兆慰勘趁績A斜大約1度座椅基座前后移動大約1.5毫米的比率同時移動座椅基座和座椅靠背。
根據(jù)另一典型的實施方式，汽車座椅的電子控制系統(tǒng)包括座椅基座電機、座椅靠背電機、操作人員輸入裝置、和控制電路。座椅基座電機的配置用于前后移動座椅基座。座椅靠背電機的配置用于調(diào)節(jié)座椅靠背的傾斜角度。操作人員輸入裝置的配置用于接收操作人員的命令來移動汽車座椅?？刂齐娐返呐渲糜糜诮邮詹僮魅藛T的命令來控制座椅基座電機和座椅靠背電機?？刂齐娐钒樽位姍C提供第一電壓以及為座椅靠背電機提供第二電壓的分壓電路，其中第一電壓和第二電壓不同。
根據(jù)一個有益特征，控制電路的配置用于按照座椅靠背每傾斜大約1度座椅基座前后移動大約1.5毫米的比率同時移動座椅基座和座椅靠背。
根據(jù)另一有益特征，控制電路為座椅基座電機和座椅靠背電機提供開環(huán)控制(open loop control)。
根據(jù)本發(fā)明的另一有益特征，座椅控制電路可以進行修改以適用于手動調(diào)節(jié)座椅。在這種可替換的實施方式中，為汽車座椅增加了傳感器來檢測座椅靠背的位置。根據(jù)傳感器的信息，根據(jù)有益的已知關(guān)系，即座椅靠背每轉(zhuǎn)動大約1度時座椅基座便同時移動大約1至1.5毫米這種關(guān)系，來自動調(diào)節(jié)座椅基座的位置。
根據(jù)可替換的實施方式，設(shè)置傳感器來檢測座椅靠背相對于座椅基座的角度位置，并且該傳感器的第一端連接座椅基座和座椅靠背中的一者，而傳感器的另一端則通過座椅靠背和座椅基座中的另一者調(diào)節(jié)。此外，根據(jù)傳感器產(chǎn)生的讀數(shù)，從面板上確定用于表示在手動調(diào)節(jié)座椅靠背的同時調(diào)節(jié)座椅基座的移動量的數(shù)值。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明將會更全面地理解本發(fā)明，在附圖中相似的標(biāo)記數(shù)字表示相似部件，其中圖1是根據(jù)一種典型實施方式的汽車座椅的示意圖；圖2是根據(jù)一種典型實施方式的汽車座椅電子控制系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)另一典型實施方式的汽車座椅電子控制系統(tǒng)的示意圖；圖4是根據(jù)另一典型實施方式的汽車座椅電子控制系統(tǒng)的示意圖；圖5是根據(jù)另一典型實施方式的汽車座椅電子控制系統(tǒng)的示意圖；圖6是根據(jù)另一典型實施方式的汽車座椅電子控制系統(tǒng)的示意圖；圖7是根據(jù)另一典型實施方式的包括手動調(diào)節(jié)座椅靠背的汽車座椅結(jié)構(gòu)的局部放大透視圖；圖8是圖7中汽車座椅的局部放大透視圖，詳細(xì)說明該典型實施方式的機構(gòu)；
圖9是圖8中汽車座椅的另一局部放大透視圖，詳細(xì)說明根據(jù)該典型實施方式的分壓傳感器；圖10是根據(jù)圖7的典型實施方式的汽車座椅電子控制系統(tǒng)的示意圖；圖11是根據(jù)圖7的典型實施方式的汽車座椅電子控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式
首先參照圖1，示出的是一種典型實施方式中的汽車座椅10。該汽車座椅10包括座椅基座12和座椅靠背14。汽車座椅10可以是一種座椅，例如申請?zhí)枮?0/356,836、申請日為2002年2月12日、名稱為“帶有活靠背的汽車座椅(Automotive Seat With Live Back)”、發(fā)明人為Hancock等人的美國臨時專利申請中所公開的座椅，該專利申請通過引用結(jié)合于此。座椅基座12和座椅靠背14連接到導(dǎo)軌，例如調(diào)節(jié)器或其他安裝構(gòu)件。座椅基座12包括用于按照箭頭16的指示前后移動座椅基座的座椅基座電機(未圖示)。座椅靠背14包括用于按照箭頭18的指示調(diào)節(jié)座椅靠背14傾斜角度的座椅靠背電機(未圖示)。座椅基座10能夠進一步包括用于調(diào)節(jié)座椅基座12(箭頭20)和座椅基座12背面(箭頭22)的垂直高度的電機。
汽車座椅10的電子控制系統(tǒng)24包括控制電路26、多個電機28、和操作人員輸入裝置30。電機28包括用于調(diào)節(jié)座椅靠背14傾斜角度的座椅靠背電機32，和用于前后移動座椅基座的座椅基座電機34。電機28可以是許多不同類型電機中的任意一種，例如直流電機、飼服電機、電磁控制電機等。
控制電路26包括用于驅(qū)動電機28和從操作人員輸入裝置30接收命令所需的電路元件?？刂齐娐?6可以包括模擬和/或數(shù)字電路元件，并且可以包括數(shù)字處理器，例如微處理器、微控制器、特定用途集成電路(ASIC)等?？刂齐娐?6使用脈寬可調(diào)信號、直流信號、或其他控制信號來驅(qū)動電機28。
示意性示出的操作人員輸入裝置30具有座椅靠背按鈕36和座椅基座按鈕38。每個按鈕36和38通過適當(dāng)?shù)膱D標(biāo)分別指示使用者按鈕是用于控制座椅靠背14和座椅基座12，在該典型的實施方式中，是通過將按鈕的形狀設(shè)計成大致對應(yīng)于座椅基座或座椅靠背。通過此方式，使用者會明白哪個按鈕是用于控制汽車座椅10的哪個部分。座椅靠背按鈕36按照箭頭40的指示前后移動，以通過控制電路26和座椅靠背電機32調(diào)節(jié)座椅靠背14的傾斜角度。座椅基座按鈕38按照箭頭42的指示調(diào)節(jié)座椅12的前后位置，并且按照箭頭44和46的指示可選擇地上下移動座椅基座12的前部和后部。在該典型實施方式中，操作人員輸入裝置30是“8路”開關(guān)，但是作為選擇也可以是6路開關(guān)或其他開關(guān)。
在該典型實施方式中，電子控制系統(tǒng)24的配置用于通過輸入裝置30接收操作人員的命令并控制電機28。根據(jù)一種有益的實施方式，控制電路26包括“動力滑行(power glide)”特征，其中座椅基座12和座椅靠背14均響應(yīng)從座椅靠背按鈕36接收命令而移動。優(yōu)選地，控制電路26在從座椅靠背按鈕36接收命令時移動座椅基座12的速度比響應(yīng)從座椅基座按鈕38接收命令時移動座椅基座12的速度要慢。通常，座椅基座12的移動距離與座椅靠背14的移動距離成比例是理想的。其實現(xiàn)的一種方法是同時移動座椅基座12和座椅靠背14，使座椅基座12的移動速度與座椅靠背14的移動速度成比例。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，座椅靠背14和座椅基座12之間提供“滑行”效果的理想移動關(guān)系包括按照座椅靠背14每傾斜大約1度座椅基座12前后移動大約1.5毫米的比率同時移動座椅基座12和座椅靠背14。作為選擇，該比率可以是座椅靠背14每傾斜大約1度座椅基座12前后移動1mm至4mm之間、或者有益的是1.5mm至3mm之間的任意數(shù)值。有益地，這種響應(yīng)座椅靠背按鈕36的促動同時移動座椅基座12和座椅靠背14的“動力滑行”特征使使用者更加舒適，并且還避免了多種重定位命令，否則要將汽車座椅10定位在最佳固定位置時就需要這些重定位命令。
在典型實施方式中，座椅靠背14在座椅基座12沒有移動時不能移動，除非座椅靠背14已經(jīng)達到其傾斜角度的機械限位或預(yù)設(shè)限位。作為選擇，座椅靠背14在座椅基座12沒有移動時不能移動，除非座椅基座12已經(jīng)到達前后移動范圍的機械限位或預(yù)設(shè)限位。
典型地，汽車座椅裝在汽車中，使座椅基座12非水平。例如，可以安裝汽車中的汽車座椅，使座椅基座12向前傾斜大約6度。在這種情況下，座椅基座12在向后移動時將得到重力助力，在向前移動時將收到重力阻礙。這將導(dǎo)致座椅基座12向后移動要比向前移動快。因此，在一種實施方式中，電子控制系統(tǒng)24可以包括檢測裝置(未圖示)，用于檢測在傾斜角度改變時座椅靠背14的移動速度。座椅靠背14的速度輸入到控制電路26中，以便控制座椅基座12的速度與座椅靠背14的速度成比例。這可以使用比例反饋控制環(huán)來實現(xiàn)。檢測裝置可以使分壓計、霍耳效應(yīng)傳感器、或其他能檢測座椅靠背14速度的裝置。作為選擇，在座椅基座12移動時檢測座椅基座12的速度以及控制座椅靠背14的速度以保持兩者速度之間的理想的比例關(guān)系是理想的。
現(xiàn)在參照圖2，控制電路26的典型實施方式將作為控制電路50進行描述。控制電路50包括四個開關(guān)開關(guān)1、開關(guān)2、開關(guān)3和開關(guān)4?？刂齐娐?0還包括繼電器1、繼電器2和電阻器R。電阻器R的阻抗在1到3歐姆之間，理想的為2歐姆，額定功率大約為50瓦特，但作為選擇可以具有其他阻擋和功率性能。座椅靠背電機32(或調(diào)角電機)與電阻器R及座椅基座電機34(或座墊電機)并聯(lián)設(shè)置。繼電器1的配置用于切換電阻器R與開關(guān)3之間的座椅基座電機34的一個端子。繼電器2的配置用于切換開關(guān)2與開關(guān)4之間的座椅基座電機34的第二端子。每個開關(guān)1、2、3和4的配置用于選擇電池或汽車電源的接地極至電機32、34和繼電器1、2。開關(guān)1和2連接到座椅靠背按鈕36，不能在同一時間被觸發(fā)。開關(guān)3和4連接到座椅基座按鈕38，不能在同一時間被觸發(fā)。當(dāng)調(diào)角按鈕36向前移動時(圖1，箭頭40)，開關(guān)1將電池連接到在電機32與電阻器R之間的端子以驅(qū)動座椅靠背14向前。電池中的電力通過電阻器R提供給座椅基座電機34，按照座椅靠背14每傾斜1度時大約以1.5毫米的速度驅(qū)動座椅基座電機34。因此，電阻器R是用于為電機32提供第一電壓以及為電機34提供較小的第二電壓的分壓網(wǎng)絡(luò)的一部分。在響應(yīng)時，電機32以正常速度移動，電機34則以從其正常速度降低的速度移動。
當(dāng)座椅靠背按鈕36向后移動時(圖1，箭頭40)，開關(guān)2將電池電力提供給座椅靠背電機32的其他端子來驅(qū)動座椅靠背14向后。開關(guān)2還通過繼電器2和繼電器1和電阻器R將電池電力提供給座椅基座電機34，以座椅靠背14每傾斜1度時移動1.5毫米的速度向前移動座椅基座12。
當(dāng)座椅基座按鈕38向后移動時(圖1，箭頭42)，開關(guān)3將電池電力提供給繼電器1的線圈，將座椅基座電機34的輸入端從電阻器R切換到開關(guān)3，并通過繼電器2的線圈將座椅基座電機34的其他端子從開關(guān)2切換到開關(guān)4。由于汽車電源直接通過電機34提供(即不通過電阻器R)，所以與電源通過電阻器R提供的情況相比，電機34以高速、穩(wěn)定的速度驅(qū)動。座椅基座電機34驅(qū)動座椅基座12向后，而座椅靠背電機32不被驅(qū)動，所以座椅靠背14不運動。
當(dāng)座椅基座按鈕38向前移動時(圖1，箭頭42)，開關(guān)4通過與座椅基座電機34端子相連的繼電器2和繼電器1的線圈將電池電力提供給開關(guān)3和4。電力通過開關(guān)3回到接地極，從而以高速、穩(wěn)定的速度驅(qū)動座椅基座34向前。當(dāng)開關(guān)1和3被同時觸動時，表示向前移動座椅靠背和向后移動座椅基座12的命令，繼電器1和2觸動，并且電機32和34以全速啟動來貫徹使用者的命令。如果開關(guān)1和4被同時觸動，繼電器1和2再次觸動，以全速貫徹兩個命令。同樣地，如果開關(guān)2和3或者開關(guān)2和4觸動(分別對應(yīng)座椅靠背14向后和座椅基座12向后，以及座椅靠背14向后和座椅基座12向前的命令)，以穩(wěn)定速度執(zhí)行電機32和34的移動，因為電阻器R沒有包括在用于通過電機32和34將電池電力提供給接地極的電路中。
現(xiàn)在參照圖3，示出了一種可替換實施方式的控制電路52的示意圖。除了開關(guān)3通過二極管54連接到繼電器1的線圈以及開關(guān)4通過二極管56連接到繼電器2的線圈之外，控制電路52與控制電路50相同。二極管54和56的正極分別連接到開關(guān)3和4，二極管54和56的負(fù)極連接在一起并連接到繼電器1和2的線圈。繼電器1和2的線圈的相反端連接接地極。二極管54和56保護繼電器線圈，防止受到電機34打開和關(guān)閉時電壓瞬變的影響(也稱為感應(yīng)沖擊)。
現(xiàn)在參照圖4，控制電路26的另一典型實施方式作為控制電路58顯示。該實施方式中，圖2和3的實時方式中的繼電器1和2由兩個額外的開關(guān)取代開關(guān)3’和開關(guān)4’。在該視圖或本申請其他視圖中所示的開關(guān)1、2、3、3’、4、及4’中的每個開關(guān)處于休息或睡眠狀態(tài)，還稱為非激活(non-activated)狀態(tài)。所示的座椅靠背按鈕36包括箭頭40，表示按鈕36的向前移動對應(yīng)開關(guān)1的激活，按鈕36的向后移動對應(yīng)開關(guān)2的激活。同樣地，座椅基座按鈕38與箭頭42顯示在一起，表示按鈕38的向后移動對應(yīng)開關(guān)3和3’的激活，按鈕38的向前移動對應(yīng)開關(guān)4和4’的激活。
該實施方式中，電阻器R連接在開關(guān)1和開關(guān)3之間。開關(guān)3在接地極和開關(guān)4’之間可選擇地連接開關(guān)3的另一端子。開關(guān)4’可選擇地將開關(guān)3連接到電池或電機34。電機34的另一端子連接到開關(guān)3’。開關(guān)3’將電機34的該另一端子可選擇地連接到汽車電池或開關(guān)4。開關(guān)4可選擇地將開關(guān)3’連接到接地極或開關(guān)2。如同圖2和3的實施方式那樣，調(diào)角電機32連接在開關(guān)1和開關(guān)2之間，開關(guān)1和2可選擇地將電池或接地極連接到電機32，以驅(qū)動電機32前后移動。
在工作中，開關(guān)1和2連接到按鈕36，不會同時激活。開關(guān)3和3’連接在一起，通過按鈕38向后移動來激活。開關(guān)4和4’連接在一起，通過按鈕38向前移動來激活。當(dāng)按鈕36向前移動時，開關(guān)1激活，提供電池電源經(jīng)過電機32，到達變阻器R、開關(guān)3、開關(guān)4’，經(jīng)過電機34，到達開關(guān)3’、開關(guān)4、開關(guān)2和接地極。以此方式，電機34以低速驅(qū)動，優(yōu)選地是電機32每移動1度時電機34驅(qū)動1.5毫米。
當(dāng)按鈕36向后移動時，開關(guān)2激活，接通電池電源經(jīng)過電機32到達開關(guān)1和接地極，并提供電池電源經(jīng)過開關(guān)2到達開關(guān)4、開關(guān)3’，經(jīng)過電機34到達開關(guān)4’、開關(guān)3，經(jīng)過變阻器R到達開關(guān)1和接地極。以此方式，座椅靠背36向后移動，座椅基座12以低速向前移動。
當(dāng)按鈕38向前移動時，開關(guān)4和4’激活，其中電源從開關(guān)4’提供經(jīng)過電機34到達開關(guān)3’、開關(guān)4和接地極，從而以正常速度向前移動電機34。如果按鈕38向后移動，則開關(guān)3和3’激活，其中電源從汽車電池提供給開關(guān)3’，經(jīng)過電機34達到開關(guān)4’、開關(guān)3和接地極，從而以正常速度向后移動電機34。如果按鈕36和38均向前移動，則電機32以全速向前移動，電機34也以全速向前移動。如果按鈕36和38均向后移動或者前后組合移動，則電機32和34以正常速度一起同時移動。
現(xiàn)在參照圖5，控制電路26的另一典型實施方式作為控制電路60顯示。該實施方式中，圖4的實施方式中的開關(guān)3和3’以及開關(guān)4和4’由三相開關(guān)取代，其中開關(guān)3將電機34的一個端子連接到電池電源、接地極、或電阻器R。同樣地，開關(guān)4配制成將電機34的另一端子連接到電池電源、接地極、或開關(guān)2與電機32之間的端子。電機32和34并聯(lián)，一個端子由變阻器R和電機32共享。當(dāng)按鈕38獨自驅(qū)動時，開關(guān)3提供電池電源給電機34，開關(guān)4提供閉環(huán)電路給接地極。當(dāng)按鈕38獨自驅(qū)動向前時，電池電源經(jīng)過開關(guān)4提供給電機34，開關(guān)3提供閉環(huán)電路給接地極。當(dāng)座椅靠背按鈕36驅(qū)動前或后移動時，開關(guān)3和4處于其休息狀態(tài)，其中電源僅僅經(jīng)過變阻器R提供給電機34，從而與按鈕38獨自驅(qū)動時相比以低速移動電機34。此外，當(dāng)按鈕38與按鈕36同時驅(qū)動時，電源分開提供給電機32和34而不經(jīng)過電阻器R，從而兩個電機都在兩個方向以各自正常的全速移動。
需要注意的是，在圖2-5的實施方式中，電阻器R包括一部分分壓電路，該分壓電路為提供第一電壓經(jīng)過座椅基座電機34以及提供第二電壓經(jīng)過座椅靠背電機32而設(shè)計，其中這兩個電壓不同。這種電壓的不同能夠用來以不同于電機32的速度驅(qū)動電機34，優(yōu)選地以低速驅(qū)動電機34，以提供動力滑行特征。還要注意的是，圖2-5中的電路提供一種開環(huán)控制(open loop control)，其中對電機32和34的位置不提供反饋。根據(jù)一種可替換的實施方式，可以提供反饋以進一步改進電機32和34的定位。
現(xiàn)在參照圖6，控制電路26的另一實施方式作為控制電路62提供。該實施方式中，數(shù)字處理器、優(yōu)選地是微處理器64向座椅基座電機34和/或座椅靠背電機32(未圖示)提供控制信號。該實施方式中，在微處理器輸出端66將脈寬調(diào)節(jié)信號提供給晶體管68，在該典型實施方式中晶體管68是溫度保護場效應(yīng)晶體管(FET)，但作為替換也可以是其它晶體管。該晶體管68是由德國慕尼黑的InfineonTechnologies制造的BTS282Z。溫度保護的優(yōu)點是保護FET不受長時間使用或連續(xù)高電流使用所引起的過熱的影響。晶體管68的源極連接到接地極，晶體管68的漏極連接到多個繼電器70、72中的一個繼電器的一個輸出端。繼電器70和72通過在輸出端74和74處指示的微處理器64的數(shù)字輸出激活。當(dāng)座椅基座按鈕38(圖1)向前或向后移動時，在輸出端74和76處提供的數(shù)字信號分別驅(qū)動繼電器70和72，以將汽車電池電源的電能提供給電機34。當(dāng)座椅靠背按鈕36單獨向前和向后移動時，輸出端74和76不被激活，從微處理器64提供的可調(diào)控制信號經(jīng)由輸出端66和晶體管68，為電機34提供一定的電能，該電能小于在繼電器70和72激活時所提供的電能。優(yōu)選地，與在座椅基座電機按鈕38被驅(qū)動時相比，在座椅靠背按鈕36被驅(qū)動時控制電路64以低速控制電機34。此外，速度比優(yōu)選為座椅靠背14每移動一度座椅基座12移動1.5毫米。在汽車電池電源和晶體管68之間設(shè)置二極管78，用于保護晶體管68不受電池內(nèi)電壓峰值的影響。
現(xiàn)在參照圖7，所示的是根據(jù)本發(fā)明可替換典型實施方式的汽車座椅的一種手動操作實施方式，其包括座椅10，該座椅具有座椅基座12(未圖示)、座椅靠背14(圖示了部分框架)以及支撐座椅10在上面前后移動的座椅導(dǎo)軌17。如同這里所使用的，術(shù)語“手動”是指不使用電機的運動、機構(gòu)等。并且，術(shù)語“手動驅(qū)動”是指用手進行移動、調(diào)節(jié)或其他動作的運動、機構(gòu)等。
在圖7中，座椅10還包括通過橫桿112互連的第一和第二調(diào)角機構(gòu)110。該調(diào)角機構(gòu)110選擇性地調(diào)節(jié)座椅靠背14相對于座椅基座12的位置。調(diào)角機構(gòu)110優(yōu)選使用任何已知的或適當(dāng)類型的調(diào)角機構(gòu)制造，但也可以優(yōu)選地根據(jù)USP No.6,390,557的教導(dǎo)制造，該專利的公開內(nèi)容通過引用而結(jié)合與此。調(diào)角機構(gòu)110優(yōu)選使用手柄114驅(qū)動，例如圖8中所示。手柄114連接到一個調(diào)角機構(gòu)110，橫桿構(gòu)件112將這個調(diào)角機構(gòu)110的驅(qū)動轉(zhuǎn)移給另一調(diào)角機構(gòu)110。
因此，調(diào)角機構(gòu)110位于座椅靠背14的框架構(gòu)件與座椅基座12的框架構(gòu)件之間。參照圖8和圖9，其中能看見調(diào)角托架120和座椅基座托架124。為了確定座椅靠背14的調(diào)角托架120相對于座椅基座托架124的位置，設(shè)置有傳感器130。在一種實施方式中，傳感器130是一種柱塞式分壓計，通過延伸托架125支撐在座椅基座托架124上。傳感器130精確檢測座椅靠背14相對于座椅基座12的運動。傳感器130通過座椅靠背14驅(qū)動，其中延伸托架121連接到調(diào)角托架120以接觸傳感器130的柱塞131和使柱塞131相對于傳感器130的基座132移動，所移動的量與通過調(diào)角機構(gòu)110調(diào)節(jié)的座椅靠背14的轉(zhuǎn)角成比例?？商鎿Q地，傳感器130可以是霍耳效應(yīng)傳感器。應(yīng)該理解，也可以使用其它傳感器設(shè)計來代替分壓計式傳感器130，從而可以使用任何已知的或適當(dāng)設(shè)計的傳感器130，只要該傳感器能給出座椅靠背14的傾斜位置或傾斜速度的精確指示。
如同應(yīng)該理解的，圖7-9中所示實施方式中座椅10的調(diào)角機構(gòu)110可以手動驅(qū)動來調(diào)節(jié)座椅靠背14的位置。然而，座椅基座12設(shè)計成能使用電機140來移動以便沿著座椅導(dǎo)軌17移動座椅10。此外，如上文針對電動控制電路26所強調(diào)的，提供下面的特定比率是有益的座椅靠背14每移動1度座椅基座12移動大約1毫米至大約4毫米，理想地是大約1.5毫米與大約3毫米之間。因此，傳感器130每檢測到座椅靠背14轉(zhuǎn)動1度，座椅基座14就被相應(yīng)地調(diào)整。這可以使用圖10和11中所示的控制電路160和170實現(xiàn)?？刂齐娐?60和170的特征和原理可以互相組合或單獨使用，或者以任意的優(yōu)選結(jié)構(gòu)使用。
一種實施方式中，傳感器130檢測座椅靠背14的轉(zhuǎn)動角度，該角度作為具有特定數(shù)值的傳感器130的輸出來提供?？刂齐娐?60或170從傳感器130檢測特定的數(shù)值，并確定座椅基座12基于下面的理想比率應(yīng)該移動的量，理想比率是座椅靠背14每轉(zhuǎn)動1度、座椅基座12移動大約1毫米至4毫米。座椅基座12可以使用閉環(huán)反饋控制移動到理想位置。例如，一旦座椅靠背14移動且其新的位置已知，該新的位置可以用作輸出來確定座椅基座12的理想位置。在這種配置中，座椅基座12可以包括能檢測座椅基座12位置的傳感器。因此，座椅基座12使用閉環(huán)反饋控制進行移動直到座椅基座12處在理想位置。
在一種典型實施方式中，控制電路160和170配置成能延遲移動座椅基座12直到座椅靠背14已經(jīng)停止移動。一種實施方式中，這能使用傳感器130監(jiān)控座椅靠背14何時停止來實現(xiàn)。典型地，在移動座椅基座12之前的延遲是大約1秒，但是也可以是在大約0.5秒與大約3秒之間的任意時間，或者在大約0.5秒與大約2秒之間的任意時間。
另一實施方式中，座椅基座12通過簡單地將電機140開啟一段合適的時間進行重定位。在此配置中，不檢測座椅基座12的位置。而是，電機140開啟的時間是預(yù)定關(guān)系的函數(shù)。此外，由于汽車座椅通常被安裝成座椅基座12非水平，所以為了移動相同的距離，需要讓電機140在一個方向開啟的時間比在另一個方向更長一些。例如，汽車中的汽車座椅可以被安裝成座椅基座12向前傾斜大約6度。在此情況下，座椅基座12在向后移動時將得到重力助力，而在向前移動時將受到重力阻礙。這會使得座椅基座12向后移動比向前移動的速度更快。正如所解釋的，根據(jù)座椅基座12是向前移動還是向后移動改變電機140的開啟時間，以此來說明重力效果。例如，與座椅靠背14向前傾斜3度(座椅基座12向后移動并得到重力助力)的情況相比，在座椅靠背向后傾斜3度(座椅基座12向前移動并受到重力阻礙)時電機140可以開啟更長一段時間。電機140的開啟時間的差別對于每個汽車座椅和驅(qū)動器的性能來說是特定的。但是，每個驅(qū)動器的性能可以使用平均技術(shù)和其他統(tǒng)計技術(shù)來加以近似。
如圖10所示，現(xiàn)在來詳細(xì)說明控制電路160?？刂齐娐?60包括微處理器220、繼電器224、調(diào)壓器226和聚合物開關(guān)(polyswitch)。電力從電源230經(jīng)過二極管250和調(diào)壓器226流到微處理器220和傳感器130。二極管250充當(dāng)極性反接保護器件，如果電路中的一個元件極性反接，其不會損壞元件。調(diào)壓器226將電力從12伏特降低到5伏特。調(diào)壓器226還用于檢測電力的突然下降并向微處理器220發(fā)送信號指示其關(guān)閉。以此方式，調(diào)壓器226防止微處理器220不經(jīng)過必須的關(guān)閉程序而突然關(guān)閉。
如圖10所示，微處理器220是掩碼存儲器類型，具有1千字節(jié)的隨機訪問存儲器和8位的中央處理單元。微處理器220可以是從STMicroelectronics(1060 East Brokaw Road，San Jose，CA 95131)獲得的ST6微處理器，或者微處理器220是從Microchip Technology Inc.(2355West Chandler Blvd.，Chandler，AZ 85244)獲得的PIC微處理器。但是應(yīng)當(dāng)理解，可以在控制電路160中使用任何微處理器。
控制電路160包括輸入端232，該輸入端包括傳感器130以及能被使用者激活來單獨移動座椅基座12(即座椅基座12移動但座椅靠背14不移動)的開關(guān)。通過一個或多個緩沖器234將輸入信號從輸入端232發(fā)送給微處理器220，其中緩沖器的配置用于保護微處理器220不受其他破壞性電壓和電流變化的影響。微處理器220使用輸入信號通過繼電器224來控制電機140。傳感器130可以是分壓器或任何類型的合適的傳感器，例如霍耳效應(yīng)傳感器。
微處理器220使用繼電器224來控制電機140的方向，以前后移動座椅基座12。信號從微處理器220經(jīng)過放大器或電流增強器236提供給繼電器224，其中放大器或電流增強器234的配置用于放大信號強度。繼電器224移動開關(guān)238來控制電機140的極性。引線240將電機140連接到電源230和高電流接地極242。一個引線240是高電流側(cè)，另一引線240是低電流側(cè)，這取決于開關(guān)238的配置。在控制電路160中，電機140具有專用饋電和接地極連接(即高電流接地極242指電機140的接地極，低電流或邏輯接地極248是微處理器220的接地極)，以防止過噪音干擾控制電路160種其他元件的工作。電機140通過用作自復(fù)式保險絲的聚合物開關(guān)228連接到電源230和高電流接地極242。因此，如果電機140承受太大電流，則聚合物開關(guān)將打開電路防止電機140不被損壞。微處理器220接收有關(guān)電機140的狀態(tài)信號，如線244所示。狀態(tài)信號經(jīng)過一個或多個與緩沖器234具有相似功能的緩沖器246。
同樣作為控制電路160一部分的還有電容器252和瞬態(tài)抑制器254。電容器252過濾控制電路160的噪音以及存儲電荷來幫助維持控制電路160中各個部分的理想的穩(wěn)定電壓。瞬態(tài)抑制器254的配置用于捕獲控制電路160中可能出現(xiàn)的電壓峰值。
如圖11所示，控制電路170包括模塊210，該模塊的配置用于接收分壓器212和開關(guān)214的信號并根據(jù)該信號相應(yīng)地控制座椅基座電機216。分壓器212的配置用于確定座椅靠背14是否移動，如果移動則確定座椅靠背14的新位置。一種實施方式中，分壓器212和微開關(guān)組合在一起，以檢測手柄114的移動(圖8)。該實施方式中，控制電路170包括喚醒功能，以便在不對座椅靠背14進行任何調(diào)節(jié)的預(yù)定的時間段之后，控制電路170進入休眠模式。在喚醒模式，控制電路170連續(xù)確定分壓器212的位置。在休眠模式，控制電路170不確定分壓器212的位置。微開關(guān)的配置用于確定座椅靠背14是否移動，作為響應(yīng)向控制電路170發(fā)送信號，退出休眠模式而開始讀取分壓器212的位置。在另一實施方式中，元件如霍耳效應(yīng)傳感器可以用來取代分壓器212和微開關(guān)。該實施方式中，微開關(guān)可以是不必要的，因為霍耳效應(yīng)傳感器僅僅在座椅靠背14移動時才發(fā)出信號。該信息進入模塊210，該模塊相應(yīng)地調(diào)節(jié)座椅基座電機216。開關(guān)214的配置用于獨立于座椅靠背14移動座椅基座電機216。該特征在用戶想要單獨調(diào)節(jié)座椅基座時是有用的。
結(jié)合控制電路170所述的喚醒功能可以應(yīng)用于控制電路160以及其他用于響應(yīng)座椅靠背14的移動來移動座椅基座12的控制電路。通常，喚醒功能防止控制電路160和170在座椅靠背14的位置不改變、從而不需要移動座椅基座12以保持預(yù)定移動比率時不必要地浪費電能。
雖然在附圖中所示的以及在上文中描述的典型實施方式是優(yōu)選的，但應(yīng)該理解，這些實施方式僅僅作為例子來提供。也可以使用其他實施方式。本發(fā)明不限于特定的實施方式，而是延伸到落入附屬權(quán)利要求的范圍和精神之內(nèi)的各種修改、組合以及置換。
權(quán)利要求
1.一種汽車座椅的控制系統(tǒng)，包括用于前后移動座椅基座的座椅基座電機；用于調(diào)節(jié)座椅靠背傾斜角度的手動調(diào)角機構(gòu)；以及用于響應(yīng)傾斜角度的變化向前或向后移動座椅基座的控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng)被配置成按照座椅靠背每傾斜大約1度、座椅基座移動大約1.5毫米至大約3毫米的比率移動座椅基座。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于控制電路被配置成響應(yīng)座椅靠背的向后傾斜而向前移動座椅基座，以及響應(yīng)座椅靠背的向前傾斜而向后移動座椅基座。
4.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于還包括用于檢測座椅靠背位置的傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器是分壓器。
6.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于控制電路被配置成在座椅靠背停止移動之后大約0.5秒至大約2秒之間開始移動座椅基座。
7.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于控制電路被配置成在座椅靠背停止移動之后至少大約1秒開始移動座椅基座。
8.一種汽車座椅的控制系統(tǒng)，包括用于前后移動座椅基座的座椅基座電機；用于調(diào)節(jié)座椅靠背傾斜角度的手動調(diào)角機構(gòu)；以及用于響應(yīng)座椅靠背的移動來移動座椅基座的控制電路，所述座椅基座的移動比率是每傾斜大約1度座椅基座向前或向后移動大約1毫米至大約4毫米。
9.如權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述比率是每傾斜大約1度座椅基座向前或向后移動大約1.5毫米。
10.如權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于控制電路被配置成響應(yīng)座椅靠背的向后傾斜而向前移動座椅基座，以及響應(yīng)座椅靠背的向前傾斜而向后移動座椅基座。
11.如權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于控制電路被配置成在座椅靠背停止移動之后大約0.5秒至大約2秒之間開始移動座椅基座。
12.一種具有控制系統(tǒng)的汽車座椅，包括導(dǎo)軌；連結(jié)到導(dǎo)軌的座椅基座；用于前后移動座椅基座的座椅基座電機；鉸接到導(dǎo)軌的座椅靠背；用于相對于導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動座椅靠背的手動調(diào)角機構(gòu)；用于接收操作者命令來移動座椅基座的座椅基座輸入裝置；以及用于從座椅基座輸入裝置接收操作者命令并控制座椅基座電機的控制電路；其中，所述控制電路用于響應(yīng)座椅靠背的移動來移動座椅基座；以及其中，所述控制電路用于響應(yīng)從座椅基座輸入裝置接收命令來單獨移動座椅基座。
13.如權(quán)利要求12所述的汽車座椅，其特征在于所述控制系統(tǒng)被配置成按照座椅靠背每傾斜大約1度、座椅基座移動大約1.5毫米至大約3毫米的比率移動座椅基座。
14.如權(quán)利要求12所述的汽車座椅，其特征在于還包括用于檢測座椅靠背位置的傳感器，其中所述控制電路被配置成將座椅基座移動到與座椅靠背的位置成比例的位置。
15.如權(quán)利要求14所述的汽車座椅，其特征在于所述傳感器是分壓器。
16.如權(quán)利要求14所述的汽車座椅，其特征在于所述控制電路被配置成通過開啟座椅基座電機第一時間量來向前移動座椅基座；以及所述控制電路被配置成通過開啟座椅基座電機第二時間量來向后移動座椅基座；其中第一時間量和第二時間量不同。
17.如權(quán)利要求12所述的汽車座椅，其特征在于所述控制電路被配置成響應(yīng)座椅靠背的向后轉(zhuǎn)動來通常向前移動座椅基座，以及響應(yīng)座椅靠背的向前移動來通常向后移動座椅基座。
18.如權(quán)利要求12所述的汽車座椅，其特征在于所述控制電路用于在座椅靠背停止移動之后大約0.5秒至大約2秒之間開始移動座椅基座。
19.如權(quán)利要求12所述的汽車座椅，其特征在于所述手動調(diào)角機構(gòu)通過手柄驅(qū)動。
20.如權(quán)利要求12所述的汽車座椅，其特征在于所述控制電路包括微處理器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車座椅的控制系統(tǒng)，包括座椅基座、座椅基座電機、座椅靠背、手動調(diào)角機構(gòu)及控制電路。座椅基座電機的配置用于前后移動座椅基座。手動調(diào)角機構(gòu)的配置用于調(diào)節(jié)座椅靠背的傾斜角度?？刂齐娐返呐渲糜糜陧憫?yīng)傾斜角度的變化來前后移動座椅基座。
文檔編號B60N2/22GK1741917SQ03825962
公開日2006年3月1日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月3日
發(fā)明者羅伯特·L·漢考克, 泰倫斯·M·庫森, 約瑟夫·W·麥克爾羅伊, 戴維·M·亨塞爾 申請人:約翰遜控制技術(shù)公司