專(zhuān)利名稱(chēng)：分析作用在人體上的汽車(chē)振動(dòng)效果的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析作用在人體上的汽車(chē)振動(dòng)效果的方法和裝置，人體優(yōu)
選地正在使用彈性汽車(chē)座椅，通過(guò)安裝在汽車(chē)座椅上的檢測(cè)單元在x、 y、 z軸 上以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔檢測(cè)加速度值。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的一種用于分析汽車(chē)座椅的震動(dòng)作用于人體的效果的方法，其中人體 正在使用汽車(chē)中的汽車(chē)座椅，在例如DE 10 2004 061 574 Al中已公開(kāi)。在上 述專(zhuān)利文件中描述的方法使用傳感器來(lái)記錄振動(dòng)，該傳感器是一個(gè)加速度傳感 器，設(shè)置在殼體中心。用于分析測(cè)量信號(hào)的電子單元集成在殼體中。對(duì)來(lái)自傳 感器單元的的測(cè)量信號(hào)的分析沒(méi)有進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
眾所周知，在歐盟的指示下，在工作日期間使用商用車(chē)時(shí)，必須記錄作用 在商用車(chē)駕駛者身上的振動(dòng)，而且振動(dòng)不能超出允許的界限。這通?？梢酝ㄟ^(guò) 記錄這些振動(dòng)的加速度值來(lái)完成，將這些加速度值累加起來(lái)，得到在一個(gè)工作 班次(working shift)內(nèi)恒定上升的加速度值。由于駕駛者在一個(gè)班次結(jié)束之前無(wú) 法確定他在一個(gè)工作班次期間內(nèi)是否預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到累加加速度值的最大允許值， 因而駕駛者便不能通過(guò)休息一會(huì)或開(kāi)始并執(zhí)行另一種或不同的駕駛方式來(lái)提 前采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種分析作用在人體上的汽車(chē)振動(dòng)效 果的方法和裝置，其中人體正在使用彈性有墊的汽車(chē)座椅，該方法和裝置可以 使他們改變他們的駕駛方式或者駕駛條件以避免過(guò)早地到達(dá)振動(dòng)極限。
本發(fā)明的一個(gè)主要的發(fā)明點(diǎn)在于，一種分析作用在人體上的汽車(chē)振動(dòng)效果的方法，其中人體正在使用優(yōu)選地彈性汽車(chē)座椅，通過(guò)安裝在汽車(chē)座椅上的檢
測(cè)單元在x、 y、 z軸上以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔檢測(cè)出加速度值，確定累加的加速度 值在時(shí)間上的增加，并將其作為計(jì)算何時(shí)所述累加的加速度值預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到預(yù)先 確定的允許最大值的基礎(chǔ)。這樣便可以確定基于汽車(chē)的當(dāng)前振動(dòng)方式，是否將 會(huì)過(guò)早地到達(dá)允許的最大值，也就是說(shuō)在例如8小時(shí)的工作班次結(jié)束之前。如 果根據(jù)估計(jì)出的增加量應(yīng)該會(huì)提前到達(dá)這個(gè)值，則可以顯示合適的警告信號(hào)， 或通過(guò)聲音給出警告信號(hào)，或通過(guò)顯示屏將警告信號(hào)顯示在其駕駛路線上，以 此給駕駛者提前改變其駕駛方式、行駛路線和及時(shí)休息的機(jī)會(huì)。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，從確定到增加的時(shí)間到預(yù)計(jì)到達(dá)最大值的時(shí)間，計(jì)算 出剩余運(yùn)行時(shí)間。這樣可以通過(guò)將估計(jì)的剩余運(yùn)行時(shí)間與預(yù)先確定的最小時(shí)間 的剩余運(yùn)行時(shí)間相比，其中在預(yù)設(shè)的最小時(shí)間內(nèi)將不會(huì)到達(dá)累加加速度值的允 許最大值，因而確定是否會(huì)在最小時(shí)間周期過(guò)去之后還不會(huì)到達(dá)允許的最大 值。例如，這可以由適當(dāng)設(shè)計(jì)的比較裝置來(lái)完成，該比較裝置通過(guò)軟件來(lái)工作， 并連接到另外的存儲(chǔ)了估計(jì)的和指定的時(shí)間和加速度值的存儲(chǔ)器裝置。同樣， 這種比較裝置可以在任何時(shí)間被讀出和被打印，以輸入新的值或者改變?cè)试S的 最大值和最小值，這根據(jù)具有情況而定。
為了確定累加加速度值在時(shí)間上的增加，計(jì)算出第一時(shí)間點(diǎn)上的第一累加 加速度值，以及隨后第二時(shí)間點(diǎn)上的第二累加加速度值，并計(jì)算出第二和第一 累加加速度值之差以及第二時(shí)間點(diǎn)和第一時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間之差，以此得出記錄在 隨時(shí)間變化的曲線圖中的累加加速度值的曲線部分的上升。這樣可以很容易地 確定在到達(dá)允許的最大值前預(yù)計(jì)的剩余運(yùn)行時(shí)間。這種計(jì)算可以在需要時(shí)進(jìn) 行，也可以自動(dòng)進(jìn)行，優(yōu)選地是重復(fù)進(jìn)行，以便基于是否會(huì)提前到達(dá)最大值的 預(yù)測(cè)可以在任何時(shí)間修正或替換。這給出了估計(jì)的增加值的持續(xù)更新，從而調(diào) 整了激活所述聽(tīng)得見(jiàn)的和/或看得見(jiàn)的警告信號(hào)。
激活這種警告信號(hào)也可以通過(guò)一定數(shù)量的LED或單個(gè)的二極管來(lái)完成， 一旦存在過(guò)早到達(dá)最大值的危險(xiǎn)，LED就會(huì)亮起來(lái)。同樣，根據(jù)曲線部分的 上升梯度，可以將一定數(shù)量的LED中選定的LED關(guān)斷，以便駕駛者可以簡(jiǎn)單 迅速地從哪些LED閃亮來(lái)確定風(fēng)險(xiǎn)大小，并大概確定發(fā)生這種情形要多久，即8小時(shí)的工作班次結(jié)束之前到達(dá)最大值。
檢測(cè)到的每個(gè)加速度值乘以作為其頻率的函數(shù)的加權(quán)因子，在其后續(xù)累加 的計(jì)算狀態(tài)下給予不同的頻率加權(quán)。
若需要，每個(gè)檢測(cè)到的加速度值乘以將被計(jì)算的校正因子，以獲得用于將 其指定到x、 y、 z軸的其中一個(gè)或多個(gè)的校正加速度值。這在所述裝置沒(méi)有設(shè) 置在正好在x、 y、 z軸上的汽車(chē)座椅或者類(lèi)似物上時(shí)是特別必要的，以便首先 校正它，然后才可以確定運(yùn)行在x、 y、 z軸上的加速度值。
如果確定累加加速度值超出最大值，則做出停止顯示。這可以通過(guò)激活紅 色LED顯示和/或可聽(tīng)見(jiàn)的信號(hào)來(lái)完成。駕駛者因而知道確實(shí)已經(jīng)到達(dá)歐盟指 示允許振動(dòng)類(lèi)型的最大值，并且知道他必須停止汽車(chē)以及馬上關(guān)掉發(fā)動(dòng)機(jī)，否 則他將違反這種汽車(chē)(特別地是商用車(chē))的最大允許的振動(dòng)值的當(dāng)前規(guī)則。
一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置優(yōu)選地具有至少一個(gè)殼體、安裝在所述殼體 中用于記錄x、 y、 z軸上的加速度值的加速度傳感器、以及相連的分析裝置， 所述分析裝置直接設(shè)置在殼體內(nèi)或設(shè)置在連接到所述裝置殼體的內(nèi)殼中或PC 上。這種裝置還優(yōu)選地具有用于存儲(chǔ)測(cè)量的或指定的加速度值的存儲(chǔ)器和用于 控制所述裝置中不同器件的控制設(shè)備。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中
圖1是具有本發(fā)明所述的裝置的汽車(chē)座椅的側(cè)面示意圖，圖中示出了人體
坐在汽車(chē)座椅上；
圖2a和圖2b分別是本發(fā)明的方法的實(shí)施例的工作流程圖3是在恒定的工作強(qiáng)度下的測(cè)量和累加的加速度值作為時(shí)間函數(shù)的示
意圖4是在變動(dòng)的工作強(qiáng)度下的測(cè)量和累加的加速度值作為時(shí)間函數(shù)的示 意圖。
附圖標(biāo)記如下 ' 1 汽車(chē)座椅2座椅靠背
3座椅墊
3a座椅墊面
4汽車(chē)座椅框架
汽車(chē)座椅腳
6人體
汽車(chē)地板
8裝置
9扶手
10ax軸
10by軸
10cz車(chē)由
11-14步驟
15停止顯示
16-20步驟
21縱坐標(biāo)
22橫坐標(biāo)
23加速度值aWID
24曲線
25縱坐標(biāo)
26橫坐標(biāo)
27檢測(cè)到的加速度值
28加速度值aw0
29最大值
30上升部分
31a, b時(shí)間
32a第一個(gè)加速度值
32b第二個(gè)加速度值31,32 差值
At 時(shí)間間隔
aWID 檢測(cè)到的加速度值
aw0 累加加速度值
A(Ti),A(Tw)利用率值
A(8) 暴露值
AA 利用率的瞬間增加
具體實(shí)施例方式
圖1是人體6坐在汽車(chē)座椅1上的示意圖，汽車(chē)座椅1具有座椅靠背2 和座椅墊3，人體6坐在座椅墊3的座椅墊面3a上。汽車(chē)座椅框架4用于支 撐座椅靠2和座椅墊3。
汽車(chē)座椅框架4彈性地安裝在優(yōu)選彈性的汽車(chē)座椅底座5上。
底座5安裝在設(shè)置在汽車(chē)內(nèi)的汽車(chē)地板7上，當(dāng)汽車(chē)行駛在路上時(shí)，汽車(chē) 正在經(jīng)受振動(dòng)，對(duì)此圖中沒(méi)有給出更多的細(xì)節(jié)。
考慮到來(lái)自彈性底座5的引導(dǎo)，用于分析和記錄這種振動(dòng)的裝置8安裝在 汽車(chē)座椅框架4上。扶手9也安裝在汽車(chē)座椅1上。
振動(dòng)是由裝置8中的加速度傳感器在三個(gè)主軸上(即x軸10a， y軸10b， z 軸10c)進(jìn)行測(cè)量的，在此沒(méi)有示出更多細(xì)節(jié)。
圖2a和2b是以各個(gè)步驟示出的根據(jù)本發(fā)明的方法的工作流程圖。從該工 作流程圖中可以看出，在第一步驟11，以時(shí)間間隔At記錄作用在裝置8和/ 或操作者上的振動(dòng)。因而這些記錄是有規(guī)律的。
在步驟12，進(jìn)行頻率校正，將校正因子應(yīng)用到檢測(cè)的或記錄的振動(dòng)值上， 進(jìn)而應(yīng)用到加速度值上。然后按照時(shí)間順序記錄如圖3和圖4所示的各個(gè)加速 度值aWIC。
在步驟13，使用如下公式確定當(dāng)前工作班次的最大允許暴露值(exposure value) A(8)的所謂的瞬間利用率A(Ti) —其中，N是測(cè)得的加速度值的數(shù)量，awi是檢測(cè)到的加速度值，At是測(cè)量加速 度值的時(shí)間間隔，8h表示8小時(shí)的工作班次。
在步驟14，確定瞬間利用率A(T0是否超出允許的暴露值A(chǔ)(8)。如果是， 使用指示器15做出停止顯示。然而，如果不是，步驟16從A(Ti)和A(Tw)中 確定利用率的瞬間增量AA。
然后步驟17預(yù)測(cè)剩余的運(yùn)行時(shí)間tmax，這表示到達(dá)允許的最大暴露值A(chǔ)(8) 之前還可能的最大剩余運(yùn)行時(shí)間，其根據(jù)AA的增加、利用率A(Ti)及極限值 A(8)來(lái)確定。
步驟18詢(xún)問(wèn)在估計(jì)的剩余運(yùn)行時(shí)間f^期間內(nèi)是否一個(gè)工作班次會(huì)結(jié)束。 如果是，步驟19出現(xiàn)綠色顯示"在當(dāng)前工作級(jí)別，您可以繼續(xù)工作，直到您 的工作班次結(jié)束"。
如果該工作班次在該估計(jì)的剩余運(yùn)行時(shí)間t"^內(nèi)不會(huì)結(jié)束，在步驟20中 將出現(xiàn)黃色顯示"在當(dāng)前工作級(jí)別，您將在您的工作班次結(jié)束之前超出您的 暴露極限值"。
圖3是加速度隨時(shí)間變化的曲線圖，其中加速度為縱坐標(biāo)21，時(shí)間為橫 坐標(biāo)22。圖3中所示的加速度值是在恒定的工作級(jí)別上測(cè)得的加速度值aWID 23，約為1.4 m/s2。
累加起來(lái)的最終加速度值aw。構(gòu)成了曲線24，如圖3所示。
圖4是在變化的工作級(jí)別上檢測(cè)到加速度值awro的示意圖，不同的振動(dòng) 力會(huì)通過(guò)底座搖動(dòng)及類(lèi)似作用在商用車(chē)上以及使用駕駛者座椅的人體上，圖中 所示的縱坐標(biāo)25為加速度值awm，橫坐標(biāo)26為時(shí)間。圖中所示的時(shí)間的每個(gè) 時(shí)間單位的時(shí)間間隔為10分鐘，總時(shí)間為8小時(shí)。
檢測(cè)到的各個(gè)加速度值awro可能在允許的最大值29之上或之下，決定性 的因素是累加的加速度值awo(如附圖標(biāo)記28所示)沒(méi)有超過(guò)這個(gè)最大值29。為 此，檢測(cè)到的各個(gè)加速度值27在正在進(jìn)行的基礎(chǔ)上相互累加，以此得到累加 的加速度值曲線28。在曲線部分，進(jìn)行測(cè)量來(lái)確定累加的加速度值的增量，由平均的上升部分
30來(lái)表示。為此，在第一時(shí)間點(diǎn)31a上確定第一累加加速度值32a。然后在第
二時(shí)間點(diǎn)31b上確定第二累加加速度值32b。然后從加速度值和時(shí)間中計(jì)算出
差值31和32，以此得到兩點(diǎn)之間的上升30。該上升可以說(shuō)是，如果該上升繼
續(xù)，那么在8小時(shí)過(guò)去之前會(huì)提前超出允許的最大值29。這可以由警告信號(hào)
顯示或以聲音指示。
在本申請(qǐng)文件中公開(kāi)的所有特征都作為本發(fā)明的實(shí)質(zhì)來(lái)請(qǐng)求保護(hù)，這些特 征與單份的或組合的現(xiàn)有技術(shù)相比都是新的。
權(quán)利要求
1、一種分析作用在人體(6)上的汽車(chē)振動(dòng)效果的方法，其中人體(6)正在使用優(yōu)選地彈性汽車(chē)座椅(1)，并且通過(guò)安裝在汽車(chē)座椅(1)上的檢測(cè)單元(8)在x、y、z軸(10a、10b、10c)上以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔(11)檢測(cè)加速度值(27)，其特征在于，所述方法還包括確定累加的加速度值(28)在時(shí)間上的增加，并據(jù)此計(jì)算出將預(yù)計(jì)達(dá)到所述累加的加速度值(28)的預(yù)定允許的最大值(29)的時(shí)間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于確定出 所述增加的時(shí)間到預(yù)計(jì)到達(dá)所述最大值的時(shí)間來(lái)確定剩余運(yùn)行時(shí)間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括將估計(jì)出的 剩余運(yùn)行時(shí)間與預(yù)設(shè)的最小時(shí)間周期的剩余運(yùn)行時(shí)間相比較，其中在所述預(yù)設(shè) 的最小時(shí)間周期內(nèi)，所述累加的加速度值將不會(huì)到達(dá)它們的允許最大值(18)。
4、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括 為了確定所述相互累加的加速度值如何在時(shí)間上增加，計(jì)算出第一時(shí)間點(diǎn)(31a) 上的第一累加的加速度值(32a)，以及第二時(shí)間點(diǎn)(31b)上的第二累加的加速度 值(32b)，并計(jì)算出第二和第一加速度值之間的差值31以及第一點(diǎn)和第二點(diǎn)之 間的時(shí)間差32，以得出記錄在隨時(shí)間變化的累加加速度曲線圖上曲線部分的 上升(30)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，如果所述剩余運(yùn)行時(shí) 間小于最小時(shí)間周期的剩余運(yùn)行時(shí)間，則激活警告顯示(20)。
6、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括 將檢測(cè)到的每個(gè)加速度值乘以作為其頻率的函數(shù)的加權(quán)因子。
7、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，若需要，將每 個(gè)檢測(cè)到的加速度值乘以計(jì)算出的校正因子，以獲得經(jīng)校正的加速度值以指定 給x、 y、 z軸(10a-10c)的其中一個(gè)或多個(gè)。
8、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，如果確定累加 的加速度值超出了最大值(29)，則激活停止顯示(15)。
9、 一種實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分析作用在人體(6)上的汽車(chē)振動(dòng)效果的方法，其中人體(6)正在使用優(yōu)選地彈性汽車(chē)座椅(1)，并通過(guò)安裝在汽車(chē)座椅(1)上的檢測(cè)單元(8)在x、y、z軸(10a、10b、10c)上以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔(11)檢測(cè)加速度值(27)，其中，所述方法包括確定累加的加速度值(28)在時(shí)間上的增加，并據(jù)此計(jì)算出將預(yù)計(jì)會(huì)到達(dá)所述累加的加速度值(28)的預(yù)定允許的最大值(29)的時(shí)間。
文檔編號(hào)G01P15/18GK101319931SQ20081009491
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者斯蒂芬·潘考克, 沃爾克哈特·麥德, 迪特爾·米勒 申請(qǐng)人:格拉默股份有限公司