车辆座椅的腰托控制方法、装置、车辆座椅、车辆及介质与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆座椅的腰托控制方法、装置、车辆座椅、车辆及介质。


背景技术：

2.由于手动拨杆和电动按键调节座椅时不仅操作复杂，而且在用户长途驾驶产生疲劳时，无法适时改变支撑力度。
3.相关技术中，通过在座椅靠背布置压力传感器，通过检测靠背压力的变化，从而实现腰托的自动调节。
4.然而，虽然该方式可以实现座椅的自动调节，但是需要额外增加压力传感器，不仅增加了结构设计复杂度，而且还大大提高了元器件成本，亟待解决。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆座椅的腰托控制方法，该方法可以基于直流电机的本身特性实现座椅腰托的自动调节，解决了相关技术中自动调节腰托时需要安装压力传感器，导致结构设计复杂，且提高成本的问题，且成本较低，简单易于实现。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种车辆座椅的腰托控制方法，其特征在于，所述腰托包括腰托本体和驱动电机，其中，所述控制方法，包括：
8.检测车辆座椅的当前状态；
9.在检测到所述当前状态为乘坐状态时，启动所述驱动电机以驱动所述腰托本体向用户移动的同时，判断所述驱动电机的实际电流是否大于舒适阈值；
10.如果所述实际电流大于所述舒适阈值，则判定所述腰托本体处于最舒适位置，停止所述驱动电机输出转矩，使得所述腰托本体停留在所述最舒适位置。
11.进一步地，上述的车辆座椅的腰托控制方法，还包括：
12.在检测到所述当前状态为非乘坐状态时，启动所述驱动电机以驱动所述腰托本体回位至预设位置。
13.进一步地，在判断所述驱动电机的实际电流是否大于所述舒适阈值之前，还包括：
14.根据腰部受力值-转矩之间的关系曲线得到所述舒适阈值；
15.或者，根据所述用户设置的最优位姿确定所述舒适阈值。
16.进一步地，所述检测车辆座椅的当前状态，包括：
17.采集所述车辆座椅的压力信息、图像信息和/或红外信息；
18.基于所述压力信息、图像信息和/或所述红外信息判断所述车辆座椅是否被乘坐的同时，采集所述车辆座椅对应的安全带插锁的实际状态；
19.在判定所述车辆座椅被乘坐且所述实际状态为插锁状态时，判定所述当前状态为所述乘坐状态。
20.进一步地，在检测所述车辆座椅的当前状态之前，还包括：
21.根据当前车辆的当前整车信息识别所述用户的乘坐意图；
22.在所述乘坐意图为等待意图时，禁止启动所述驱动电机，直至所述乘坐意图为出发意图时，允许启动所述驱动电机。
23.进一步地，在检测所述车辆座椅的当前状态之前，还包括：
24.获取所述腰托的当前模式；
25.在所述当前模式为手动模式时，根据所述用户的控制指令控制所述驱动电机驱动所述腰托移动；
26.在所述当前模式为自动模式时，获取所述当前车辆的当前整车信息。
27.相对于现有技术，本发明所述的车辆座椅的腰托控制方法具有以下优势：
28.本发明所述的车辆座椅的腰托控制方法，可以在检测到车辆座椅的当前状态为乘坐状态时，驱动腰托本体向用户移动的同时，如果驱动电机的实际电流大于一定值，则停止驱动电机输出转矩，使得腰托本体停留在最舒适位置。由此，基于直流电机的本身特性实现座椅腰托的自动调节，解决了相关技术中自动调节腰托时需要安装压力传感器，导致结构设计复杂，且提高成本的问题，且成本较低，简单易于实现。
29.本发明的另一个目的在于提出一种车辆座椅的腰托控制装置，该装置可以基于直流电机的本身特性实现座椅腰托的自动调节，解决了相关技术中自动调节腰托时需要安装压力传感器，导致结构设计复杂，且提高成本的问题，且成本较低，简单易于实现。
30.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
31.一种车辆座椅的腰托控制装置，所述腰托包括腰托本体和驱动电机，其中，所述控制装置包括：
32.检测模块，用于检测车辆座椅的当前状态；
33.第一控制模块，用于在检测到所述当前状态为乘坐状态时，启动所述驱动电机以驱动所述腰托本体向用户移动的同时，判断所述驱动电机的实际电流是否大于舒适阈值；
34.第二控制模块，用于在所述实际电流大于所述舒适阈值时，判定所述腰托本体处于最舒适位置，停止所述驱动电机输出转矩，使得所述腰托本体停留在所述最舒适位置。
35.进一步地，上述的车辆座椅的腰托控制装置，还包括：
36.第三控制模块，用于在检测到所述当前状态为非乘坐状态时，启动所述驱动电机以驱动所述腰托本体回位至预设位置。
37.进一步地，在判断所述驱动电机的实际电流是否大于所述舒适阈值之前，所述第一控制模块，还用于：
38.根据腰部受力值-转矩之间的关系曲线得到所述舒适阈值；或者，
39.根据所述用户设置的最优位姿确定所述舒适阈值。
40.进一步地，所述检测模块，具体用于：
41.采集所述车辆座椅的压力信息、图像信息和/或红外信息；
42.基于所述压力信息、图像信息和/或所述红外信息判断所述车辆座椅是否被乘坐的同时，采集所述车辆座椅对应的安全带插锁的实际状态；
43.在判定所述车辆座椅被乘坐且所述实际状态为插锁状态时，判定所述当前状态为所述乘坐状态。
44.进一步地，在检测所述车辆座椅的当前状态之前，所述检测模块，还用于：
45.根据当前车辆的当前整车信息识别所述用户的乘坐意图；
46.在所述乘坐意图为等待意图时，禁止启动所述驱动电机，直至所述乘坐意图为出发意图时，允许启动所述驱动电机。
47.进一步地，在检测所述车辆座椅的当前状态之前，所述检测模块，还用于：
48.获取所述腰托的当前模式；
49.在所述当前模式为手动模式时，根据所述用户的控制指令控制所述驱动电机驱动所述腰托移动；
50.在所述当前模式为自动模式时，获取所述当前车辆的当前整车信息。
51.所述的车辆座椅的腰托控制装置与上述的车辆座椅的腰托控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
52.本发明的另一个目的在于提出一种车辆座椅，该车辆座椅可以基于直流电机的本身特性实现座椅腰托的自动调节，解决了相关技术中自动调节腰托时需要安装压力传感器，导致结构设计复杂，且提高成本的问题，且成本较低，简单易于实现。
53.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
54.一种车辆座椅，包括：
55.座椅本体；
56.设置于所述座椅本体上的腰托本体和驱动电机；和
57.如上述的车辆座椅的腰托控制装置。
58.所述的车辆座椅与上述的车辆座椅的腰托控制装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
59.本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆可以基于直流电机的本身特性实现座椅腰托的自动调节，解决了相关技术中自动调节腰托时需要安装压力传感器，导致结构设计复杂，且提高成本的问题，且成本较低，简单易于实现。
60.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
61.一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现上述的车辆座椅的腰托控制方法。
62.所述的车辆与上述的车辆座椅的腰托控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
63.本发明的另一个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
64.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
65.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现上述的车辆座椅的腰托控制方法。
66.所述的计算机可读存储介质与上述的车辆座椅的腰托控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
67.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
68.图1为本发明实施例的车辆座椅的腰托控制方法的流程图；
69.图2为本发明一个实施例的车辆座椅的腰托的结构示意图；
70.图3为本发明一个实施例的车辆座椅背骨架集成腰托的结构示意图；
71.图4为本发明一个实施例的腰托的自动调节系统的示意图；
72.图5为本发明一个实施例的直流电机性能曲线的示意图；
73.图6为本发明一个实施例的腰、泡棉和腰托三者之间的受力示意图；
74.图7为本发明一个实施例的结构受力分析的示意图；
75.图8为本发明一个实施例的线性回归的示意图；
76.图9为本发明实施例的车辆座椅的腰托控制装置的方框示意图；
77.图10为本发明实施例的电子设备的方框示意图。
具体实施方式
78.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
79.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的车辆座椅的腰托控制方法、装置、车辆座椅、车辆及介质。
80.图1是根据本发明实施例的车辆座椅的腰托控制方法的流程图。
81.该实施例中，腰托可以包括腰托本体和驱动电机，具体地，如图2所示，图2为本发明一个实施例的电动两向腰托的结构示意图。该腰托包括：悬簧主体1、左上固定钩2、左下固定钩3、左侧拉线4、左侧拉线支撑架5、直流丝杠电机6、右侧拉线支撑架7、右侧拉线8、右下固定钩9和右上固定钩10。
82.进一步地，如图3所示，左上固定钩2、左下固定钩3、右下固定钩9和右上固定钩10分别固定于座椅靠背骨架的两侧，通过座椅按键调节直流丝杠电机6正转/反转时，会改变左下固定钩3和左侧拉线支撑架5之间左侧拉线4的长度，以及右侧拉线支撑架7和右下固定钩9之间右侧拉线8的长度变短或变长，从而使得悬簧主体1以左上固定钩2、右上固定钩10所在直线为旋转轴向前/向后转动，进而通过悬簧主体1下端向前挤压(与否)座椅靠背海绵的对应区域，达到腰托向前/向后调节的目的。
83.如图1所示，根据本发明实施例的车辆座椅的腰托控制方法，包括以下步骤：
84.步骤s101，检测车辆座椅的当前状态。
85.进一步地，在一些实施例中，检测车辆座椅的当前状态，包括：采集车辆座椅的压力信息、图像信息和/或红外信息；基于压力信息、图像信息和/或红外信息判断车辆座椅是否被乘坐的同时，采集车辆座椅对应的安全带插锁的实际状态；在判定车辆座椅被乘坐且实际状态为插锁状态时，判定当前状态为乘坐状态。
86.其中，压力信息可以通过压力传感器采集，图像信息可以通过图像采集装置(如摄像头)采集，红外信息可以通过红外传感器采集，安全带插锁的实际状态可以通过安全带锁扣的信号进行判断。
87.具体而言，本发明实施例可以在车辆座椅内安装有压力传感器，在车辆的合适位置(如后视镜，或者仪表台等)安装摄像头和/或红外传感器，以通过压力传感器采集采集车辆座椅的压力信息，并通过摄像头采集车辆座椅处的图像信息，通过红外传感器采集车辆
座椅处的红外信息，本发明实施例可以通过检测到的压力信息、图像信息和/或红外信息判断车辆座椅是否被乘坐，与此同时，本发明实施例还可以检测通过安全带锁扣信号判定安全带插锁的实际状态，如果判定为插锁状态，则表明当前状态为乘坐状态。
88.进一步地，在一些实施例中，在检测车辆座椅的当前状态之前，还包括：根据当前车辆的当前整车信息识别用户的乘坐意图；在乘坐意图为等待意图时，禁止启动驱动电机，直至乘坐意图为出发意图时，允许启动驱动电机。
89.应当理解的是，很多情况下，用户虽然坐在座椅上并绑好安全带，但是有时需要等待其他人一块走，因此，本发明实施例可以从车辆的当前整车信息中识别挡位，已判定用户是否为乘坐意图，如挡位在前进挡，则表示为出发意图，在空挡或p挡，则表示为等待意图，在乘坐意图为等待意图时，本发明实施例可以禁止启动驱动电机，直至乘坐意图为出发意图时，本发明实施例允许启动驱动电机，使得座椅调节至舒适位置。
90.进一步地，在一些实施例中，在检测车辆座椅的当前状态之前，还包括：获取腰托的当前模式；在当前模式为手动模式时，根据用户的控制指令控制驱动电机驱动腰托移动；在当前模式为自动模式时，获取当前车辆的当前整车信息。
91.具体地，如图4所示，本发明实施例的腰托具有手动模式和自动模式两种调节方式，手动模式即为用户通过物理按键实现腰托向前或向后的调节，在自动模式下，座椅可以进行自动调节。
92.因此，本发明实施例可以在检测车辆座椅的当前状态之前，需要确定腰托的当前模式，以便在手动模式时根据用户的控制指令控制驱动电机驱动腰托移动，或者在自动模式时，获取当前车辆的当前整车信息。
93.步骤s102，在检测到当前状态为乘坐状态时，启动驱动电机以驱动腰托本体向用户移动的同时，判断驱动电机的实际电流是否大于舒适阈值。
94.具体而言，结合图4所示，本发明实施例可以在判断出座椅控制模块同时接收到座椅乘员传感器信号1(即判定车辆座椅被乘坐)和安全带插锁信号2(即判定安全带为插锁状态)(该信号与座椅本身具备的安全带预警功能所使用的信号相同)时，确定当前状态为乘坐状态，座椅控制模块自动驱动直流电机运转，从而驱动腰托本体向用户移动，在驱动腰托本体向用户移动的同时，本发明实施例可以获取驱动电机的实际电流，并判断驱动电机的实际电流是否大于舒适阈值。
95.需要说明的是，舒适阈值可以为可以是用户预先设定的阈值，可以是通过有限次实验获取的阈值，也可以是通过有限次计算机仿真得到的阈值，在此不做具体限定。
96.优选地，在一些实施例中，在判断驱动电机的实际电流是否大于舒适阈值之前，还包括：根据腰部受力值-转矩之间的关系曲线得到舒适阈值；或者，根据用户设置的最优位姿确定舒适阈值。
97.具体而言，如图5所示，粗实线部分为电机输出转矩与输入电流的关系曲线，随着腰部支撑不断向前调节的过程中，座椅靠背与乘员之间的相互压力不断增加，腰托结构的负载将不断增加，为了保持继续转动，电机会增加输出的转矩，因此电机中电流也将在一定范围内持续增加，直至电流最大时，此时电机被堵转，转速为0。一般出现在腰托被调节至最前或最后的位置时，由物理结构限制了电机的继续正常转动。
98.进一步地，对乘员腰部所受压力f
腰
与电机中电流i之间的数值关系进行推导，首先
对腰托机构、乘员腰部及之间的靠背泡棉这三者进行受力分析，如下图6所示。设f
腰
为靠背泡棉与乘员腰部之间的压力，f
压
为靠背泡棉作用给腰托机构的压力，f
拉
为电机经过丝杠输出给腰托机构的拉力，因此由受力平衡可知：
99.f
压
＝f
腰
，
100.将腰托调节过程中机构向前运动的减速度为a，则可根据受力分析：
101.f
压-f
拉
＝m
·
a，
102.从而得出：
103.f
腰
＝f
压
＝f
拉
m
·
a；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
104.如图7所示，设f1和f2分别为丝杠电机通过两根拉线输出的拉力，因此：
105.f
压-(f1 f2)＝m
·
a；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
106.根据丝杠电机输出的拉力与电机本身输出转矩t之间存在的数值关系：
107.f1 f2＝2π
·
η
·
t/r；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
108.其中，η为效率，r为丝杠导程。
109.因此可推出f
压
与电机输出转矩t之间的数值关系为：
110.f
压
＝f1 f2 m
·
a＝2
·
π
·
η
·
t/r m
·
a＝(2
·
π
·
η/r)
·
t m
·
a；
ꢀꢀ
(4)
111.由图5中的曲线可知，电机正常工作时，转矩t与电流i之间存在一定数值关系，转矩t与转速n也存在一定数值关系，即：
112.t＝a
·
i b；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
113.f
压
＝(2
·
π
·
η
·
a/r)
·
i 2
·
π
·
η
·
b/r m
·
a；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
114.其中，a、b均为常数。
115.将腰托自动调节过程中，电机转速逐渐降低至0的过程近似视为匀减速，则此时a为常数，由此可推断出腰部压力f
压
与i之间存在近似线性函数对应关系。
116.通过实际试验推导出对应函数关系的具体值，首先将试验用压力检测垫放置于座椅靠背上，乘员正常入座，试验人员通过操作按键来调节腰托的前后移动，并在此过程中持续记录n组压力值f1→fn
以及相对应的电机电流值i1→in
。
117.可利用线性回归的方法对函数进行简单拟合，设线性回归方程为：
118.f＝a*i b；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
119.其中，a、b为回归系数。
120.im＝(i1 i2 i3 .....in)/n；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
121.fm＝(f1 f2 f3 .....fn)/n；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
122.b＝(σ
(i＝1
→
n)ii
*f
i-4*im*fm)/(σ
(i＝1
→
n)ii2-4*i
m2
)；(10)
123.a＝f
m-b*im；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
124.根据式(8)、(9)、(10)和(11)即可解出a和b。
125.或者，如图8所示，本发明实施例可以可利用计算机软件excel首先绘制出(f、i)离散数据的散点图，然后通过设置趋势图的选项，分别使用线性拟合、多项式拟合或不同阶数的拟合等命令绘制趋势图，选择拟合效果最好的曲线作为f与i函数关系曲线，相比线性回归的方法拟合会更加准确。
126.此外，其它种类的电机驱动腰托结构同样可根据实际受力情况，分析出电机输出的拉力f
拉
与乘员腰部压力f
腰
的关系，进而确定f
腰
与电流i之间的关系式。
127.步骤s103，如果实际电流大于舒适阈值，则判定腰托本体处于最舒适位置，停止驱动电机输出转矩，使得腰托本体停留在最舒适位置。
128.也就是说，本发明实施例可以输入目标压力值f
腰
，根据试验得出的函数曲线计算出对应的电流值i(即舒适阈值)，并输入座椅控制模块程序中，当座椅控制模块在腰托自动调节期间检测到电机实际电流大于舒适阈值，则判定腰托本体处于最舒适位置，停止对电机的供电，使得腰托本体停留在最舒适位置，实现腰托的自动调节。
129.进一步地，在一些实施例中，上述的车辆座椅的腰托控制方法，还包括：在检测到当前状态为非乘坐状态时，启动驱动电机以驱动腰托本体回位至预设位置。
130.其中，预设位置可以是用户预先设定的位置，可以是通过有限次实验获取的位置，也可以是通过有限次计算机仿真得到的位置，在此不做具体限定，优选地，预设位置为腰托回调至最后位置(即初始位置)。
131.应当理解的是，如果根据采集到的压力信息、图像信息和/或红外信息判断出车辆座椅未被乘坐，或者车辆座椅对应的安全带插锁的实际状态为非插锁状态时，可以判定当前状态为非乘坐状态(如当前状态为自动状态)，此时乘客准备离座下车，本发明实施例可以自动驱动直流电机驱动腰托本体回位至初始位置，方便乘员下车。
132.根据本发明实施例的车辆座椅的腰托控制方法，可以在检测到车辆座椅的当前状态为乘坐状态时，驱动腰托本体向用户移动的同时，如果驱动电机的实际电流大于一定值，则停止驱动电机输出转矩，使得腰托本体停留在最舒适位置，在检测到车辆座椅的当前状态为非乘坐状态(如自动状态)时自动驱动直流电机驱动腰托本体回位至初始位置，方便乘员下车。由此，基于直流电机的本身特性实现座椅腰托的自动调节，解决了相关技术中自动调节腰托时需要安装压力传感器，导致结构设计复杂，且提高成本的问题，且成本较低，简单易于实现。
133.进一步地，如图9所示，本发明的实施例还公开了一种车辆座椅的腰托控制装置10，腰托包括腰托本体和驱动电机，其中，车辆座椅的腰托控制装置10包括：检测模块100、第一控制模块200和第二控制模块300。
134.其中，检测模块100用于检测车辆座椅的当前状态；
135.第一控制模块200用于在检测到当前状态为乘坐状态时，启动驱动电机以驱动腰托本体向用户移动的同时，判断驱动电机的实际电流是否大于舒适阈值；
136.第二控制模块300用于在实际电流大于舒适阈值时，判定腰托本体处于最舒适位置，停止驱动电机输出转矩，使得腰托本体停留在最舒适位置。
137.进一步地，上述的车辆座椅的腰托控制装置10，还包括：
138.第三控制模块，用于在检测到当前状态为非乘坐状态时，启动驱动电机以驱动腰托本体回位至预设位置。
139.进一步地，在判断驱动电机的实际电流是否大于舒适阈值之前，第一控制模块200，还用于：
140.根据腰部受力值-转矩之间的关系曲线得到舒适阈值；或者，
141.根据用户设置的最优位姿确定舒适阈值。
142.进一步地，检测模块100，具体用于：
143.采集车辆座椅的压力信息、图像信息和/或红外信息；
component，简称为pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
168.可选的，在具体实现上，如果存储器1001、处理器1002及通信接口1003，集成在一块芯片上实现，则存储器1001、处理器1002及通信接口1003可以通过内部接口完成相互间的通信。
169.处理器1002可能是一个中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
170.进一步地，本发明的实施例公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现上述的车辆座椅的腰托控制方法。
171.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。