專利名稱：用于車輛座席的觸覺反饋系統(tǒng)的制作方法
用于車輛座席的觸覺反饋系統(tǒng)相關(guān)申請的交叉引用本申請要求享有序列號(hào)為61/262，325的美國臨時(shí)申請(于2009年11月18日提交，名稱為“HAPTIC FEEDBACK SYSTEM FOR VEHICLE SEATING”)的優(yōu)先權(quán)和利益，該美國臨時(shí)申請通過弓I用方式被整體納入本文。
背景技術(shù)：
本申請總體涉及用于車輛座席(vehicle seating)的觸覺反饋系統(tǒng)(hapticfeedback system)。某些車輛座椅(vehicle seat)被配置為進(jìn)行振動(dòng)來向駕駛員提示各種所檢測到的狀況。例如，如果車輛偏移到交通車道以外，車載計(jì)算機(jī)可檢測到該狀況并引起駕駛員座椅的振動(dòng)來警告駕駛員。這種座椅振動(dòng)功能通常稱為觸覺反饋，并且可用于向駕駛員提 示車道偏離、正在接近的車輛或障礙物、超出速度限制、轉(zhuǎn)彎信號(hào)的激活、低燃油液位、碰撞避免或其他所檢測到的狀況。在某些觸覺反饋系統(tǒng)中，通過一個(gè)或多個(gè)偏心質(zhì)量振動(dòng)器(eccentric mass shaker)在座椅內(nèi)引起振動(dòng)。這些振動(dòng)器一般包括電動(dòng)馬達(dá),該電動(dòng)馬達(dá)被配置使位置偏心于馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量轉(zhuǎn)動(dòng)。從而，如果車輛計(jì)算機(jī)檢測到預(yù)定的狀況(例如，車道偏離)，則該計(jì)算機(jī)可啟用該電動(dòng)馬達(dá)，使得該偏心質(zhì)量振動(dòng)器振動(dòng)該座椅。不幸的是，由于與這種偏心質(zhì)量振動(dòng)器關(guān)聯(lián)的費(fèi)用，在駕駛員座椅內(nèi)提供觸覺反饋可顯著增加車輛座席的成本。此外,偏心質(zhì)量振動(dòng)器可增加車輛的重量，由此降低性能并且/或者降低燃油效率。因?yàn)橐话愕钠馁|(zhì)量振動(dòng)器僅能夠以一個(gè)頻率和振幅振動(dòng)，所以可在駕駛員座椅內(nèi)放置多個(gè)振動(dòng)器來區(qū)分各種車輛狀況。例如，一個(gè)振動(dòng)器可被放置在椅座(seat bottom)內(nèi)來向駕駛員提示第一車輛狀況，而第二振動(dòng)器被放置在椅背(seatback)內(nèi)來向駕駛員提示第二車輛狀況。應(yīng)理解，重量與所采用的振動(dòng)器的數(shù)目成正比地增力口。從而，一般的觸覺反饋系統(tǒng)會(huì)增加與車輛座席關(guān)聯(lián)的重量和制造成本二者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種車輛座席系統(tǒng)(vehicle seating system),包括車輛座椅和與所述車輛座椅聯(lián)接的現(xiàn)有的座椅控制馬達(dá)。所述座椅控制馬達(dá)被配置為相對(duì)于車輛內(nèi)部的地板移動(dòng)所述車輛座椅。所述車輛座席系統(tǒng)還包括控制器，所述控制器通信聯(lián)接至所述座椅控制馬達(dá)。所述控制器被配置為向所述座椅控制馬達(dá)輸出振蕩電壓信號(hào)，以引起所述車輛座椅內(nèi)的振動(dòng)。


圖I是一個(gè)示例車輛的立體圖，該示例車輛包括可采用觸覺反饋系統(tǒng)的座椅。圖2是圖I中示出的座椅的立體圖。圖3是觸覺反饋系統(tǒng)的第一實(shí)施方案的示意圖，該觸覺反饋系統(tǒng)包括如下的控制器，該控制器被配置為監(jiān)測座椅的位置。
圖4是觸覺反饋系統(tǒng)的第二實(shí)施方案的示意圖，該觸覺反饋系統(tǒng)包括如下的控制器，該控制器具有驅(qū)動(dòng)座椅控制馬達(dá)的信號(hào)發(fā)生器和放大器。圖5是由控制器輸出至座椅控制馬達(dá)的第一示例信號(hào)的圖，其中該信號(hào)是連續(xù)方波。圖6是由控制器輸出至座椅控制馬達(dá)的第二示例信號(hào)的圖，其中該信號(hào)是脈沖方波。圖7是由控制器輸出至座椅控制馬達(dá)的第三示例信號(hào)的圖，其中該信號(hào)是連續(xù)正弦波。
具體實(shí)施方式

圖I是示例車輛10的立體圖，示例車輛10包括可采用觸覺反饋系統(tǒng)的座椅。如所示，車輛10包括具有座椅14的內(nèi)部12。如下文詳細(xì)討論的，某些座椅14被配置為用振動(dòng)來向駕駛員(和/或另一乘員)提示各種車輛狀況。在本實(shí)施方案中，所述振動(dòng)經(jīng)由座椅控制馬達(dá)引起，所述座椅控制馬達(dá)被配置為相對(duì)于車輛內(nèi)部12的地板移動(dòng)座椅14。具體地，與所述座椅控制馬達(dá)通信聯(lián)接的控制器被配置為向所述座椅控制馬達(dá)輸出振蕩電壓信號(hào)，由此引起座椅14內(nèi)的振動(dòng)。所述控制器還可被配置為經(jīng)由一系列脈動(dòng)來改變驅(qū)動(dòng)頻率和/或提供振蕩電壓信號(hào)，以區(qū)分各種警告。因?yàn)楸緦?shí)施方案利用現(xiàn)有的座椅控制馬達(dá)來提供觸覺反饋，所以與采用偏心質(zhì)量振動(dòng)器的配置相比可降低車輛座席系統(tǒng)的費(fèi)用和重量。在某些實(shí)施方案中，所述觸覺反饋系統(tǒng)可向駕駛員提示各種車輛狀況。例如，車輛10可包括被配置為檢測從交通車道的偏離的傳感器。如果檢測到這樣的狀況，則所述觸覺反饋系統(tǒng)可通過引起駕駛員座椅14內(nèi)的振動(dòng)來提示駕駛員。另外，車輛10可包括被配置為檢測正在接近的物體或車輛的傳感器。一旦檢測到，所述觸覺反饋系統(tǒng)可通過提供類似的振動(dòng)來提示駕駛員。在某些實(shí)施方案中，與車道偏離關(guān)聯(lián)的振動(dòng)例如可不同于與正在接近的物體或車輛關(guān)聯(lián)的振動(dòng)。例如，所述控制器可被配置為輸出第一頻率來表明車道偏離，并輸出第二頻率來表明正在接近的物體或車輛。從而，駕駛員能夠基于所感受到的座椅振動(dòng)來識(shí)別具體的狀況。應(yīng)理解，所述觸覺反饋系統(tǒng)還可向駕駛員提示各種其他的車輛狀況，諸如超出速度限制、低燃油液位、激活的轉(zhuǎn)彎信號(hào)，或另外的車輛狀況。如下文詳細(xì)討論的，某些座椅14可包括分立的座椅控制馬達(dá)來調(diào)節(jié)座椅位置。例如，某些座椅14可包括如下的座椅控制馬達(dá)，所述座椅控制馬達(dá)被配置為調(diào)節(jié)座椅相對(duì)于車輛內(nèi)部12的縱向位置、座椅的豎直位置、椅座的傾斜(tilt)和/或椅背的斜倚(recline)。通過選擇性地向特定的座椅控制馬達(dá)發(fā)送信號(hào)，所述觸覺反饋系統(tǒng)可進(jìn)一步區(qū)分駕駛員提示。例如，如果識(shí)別到低燃油狀況，則所述控制器可驅(qū)動(dòng)控制豎直座椅位置的馬達(dá)，而如果檢測到車道偏離，則所述控制器可驅(qū)動(dòng)控制椅背斜倚的馬達(dá)。因?yàn)轳{駛員可以能夠區(qū)分不同的所引起的振動(dòng)，所以駕駛員可以能夠識(shí)別特定的車輛狀況。為了進(jìn)一步區(qū)分駕駛員提示，所述控制器可被配置為選擇性地使所述振蕩電壓信號(hào)脈動(dòng)，以在座椅14內(nèi)形成“節(jié)奏”。該節(jié)奏可因傳輸給駕駛員的特定警告而異。因?yàn)樗隹刂破髂軌蚋淖冾l率、振幅、脈沖以及驅(qū)動(dòng)哪一個(gè)座椅控制馬達(dá)，所以與采用偏心質(zhì)量振動(dòng)器的系統(tǒng)相比，本觸覺反饋系統(tǒng)可向駕駛員提供增強(qiáng)的反饋。在某些實(shí)施方案中，所述觸覺反饋系統(tǒng)可與駕駛員信息顯示器結(jié)合使用。例如，如果檢測到低燃油液位，則所述觸覺反饋系統(tǒng)可向駕駛員提示該狀況，同時(shí)儀表板指示器發(fā)光。在另一些實(shí)施方案中，所述儀表板可包括被配置為提供對(duì)所檢測到的狀況的文本或圖形指示的顯示器。在這樣的實(shí)施方案中，如果檢測到車輛狀況(例如，碰撞避免、車道偏離等)，則所述觸覺反饋系統(tǒng)可激活，以將駕駛員的注意力引導(dǎo)至所述顯示器。這樣，車輛10識(shí)別的特定狀況可被清楚地傳達(dá)給駕駛員。圖2是圖I中示出的座椅14的立體圖。如所示，座椅14包括椅座16和椅背18。座椅14通過軌道20聯(lián)接至車輛10的地板。座椅底盤(chassis)內(nèi)的座椅控制馬達(dá)被配置為相對(duì)于車輛地板(例如，沿著軌道20)移動(dòng)座椅14。具體地，第一座椅控制馬達(dá)22被配置為沿著軌道20在縱長(longitudinal)方向平移(translate)車輛座椅14。這樣的位置調(diào)節(jié)可便于適應(yīng)各種身高的駕駛員。另外，第二座椅控制馬達(dá)24被提供為相對(duì)于軌道20在豎直(vertical)方向平移車輛座椅14，以進(jìn)一 步調(diào)節(jié)駕駛員座椅位置。第三座椅控制馬達(dá)26被配置為相對(duì)于車輛內(nèi)部12的地板傾斜椅座16，并且第四座椅控制馬達(dá)28被配置為相對(duì)于椅座16轉(zhuǎn)動(dòng)椅背18。應(yīng)理解，某些車輛座椅可包括更多或更少的座椅控制馬達(dá)。例如，在某些配置中，座椅14可僅包括被配置為在縱長方向平移座椅的座椅控制馬達(dá)22，以及被配置為相對(duì)于椅座16轉(zhuǎn)動(dòng)椅背18的座椅控制馬達(dá)28。在另一些實(shí)施方案中,座椅14可包括被配置為調(diào)節(jié)腰部支承(lumbar support)位置、頭枕位置以及/或者車輛座椅14內(nèi)的其他部件的位置的附加馬達(dá)。盡管本實(shí)施方案采用內(nèi)部換向(internally commutated)(例如，有刷(brushed))直流(DC)電動(dòng)馬達(dá),但應(yīng)理解,替代實(shí)施方案可采用無刷(brushless)DC馬達(dá)、交流(AC)馬達(dá)、或任何其他合適的馬達(dá)配置。在本配置中，包括開關(guān)32的控制面板30被配置為提供對(duì)座椅控制馬達(dá)22、24、26和28的控制。如下文詳細(xì)討論的，控制面板30便于用戶對(duì)調(diào)節(jié)座椅位置的控制器進(jìn)行輸入。例如，在某些實(shí)施方案中，所述控制器可包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)針對(duì)多個(gè)用戶的期望的就坐位置(seating position)。在這樣的實(shí)施方案中，用戶可在控制面板30上選擇期望的就坐位置，并且所述控制器將自動(dòng)指示座椅控制馬達(dá)22、24、26和28將座椅14調(diào)節(jié)至期望的位置。盡管在本實(shí)施方案中控制面板30位于椅座16的側(cè)面，但應(yīng)理解，在替代實(shí)施方案中，控制面板30可位于車輛內(nèi)部12的其他區(qū)域。在本實(shí)施方案中，座椅控制馬達(dá)22、24、26和28中的一個(gè)或多個(gè)被配置為，除了調(diào)節(jié)座椅14的位置以外，還向駕駛員提供觸覺反饋。具體地，所述控制器被配置為向馬達(dá)22、24、26和28提供振蕩電壓信號(hào)，以在座椅14內(nèi)形成振動(dòng)。通過選擇性地激活某一座椅控制馬達(dá)，所述控制器可以能夠向駕駛員傳達(dá)特定的車輛狀況。例如，如果識(shí)別到低燃油狀況，則所述控制器可驅(qū)動(dòng)第一座椅控制馬達(dá)22以在椅座16內(nèi)形成振動(dòng)，而如果檢測到車道偏離，則所述控制器可驅(qū)動(dòng)第四座椅控制馬達(dá)28以在椅背18內(nèi)形成振動(dòng)。因?yàn)轳{駛員可以能夠區(qū)別這些振動(dòng)，所以駕駛員可以能夠識(shí)別特定的車輛狀況。因?yàn)楸緦?shí)施方案利用現(xiàn)有的座椅控制馬達(dá)來向駕駛員提供觸覺反饋，所以與利用偏心質(zhì)量振動(dòng)器的觸覺反饋系統(tǒng)相t匕，可降低與車輛座席關(guān)聯(lián)的制造成本和重量。圖3是觸覺反饋系統(tǒng)的第一實(shí)施方案的示意圖，該觸覺反饋系統(tǒng)包括被配置為監(jiān)測座椅14的位置的控制器34。在本實(shí)施方案中，控制器34包括被配置為存儲(chǔ)座椅14的位置的存儲(chǔ)器36。具體地，控制器34被配置為監(jiān)測每個(gè)座椅控制馬達(dá)22、24、26和28的轉(zhuǎn)動(dòng)，以確定座椅位置以及將該座椅位置存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器36內(nèi)。如所示，第一座椅控制馬達(dá)22包括第一存儲(chǔ)器位置傳感器38。存儲(chǔ)器位置傳感器38被配置為監(jiān)測馬達(dá)22的轉(zhuǎn)動(dòng)，并向控制器34發(fā)送表明轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)。例如，在某些配置中，存儲(chǔ)器位置傳感器38可以是霍耳效應(yīng)(Hall effect)傳感器，其被配置為監(jiān)測源自馬達(dá)22的磁場的轉(zhuǎn)動(dòng)，以確定馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。類似的傳感器40、42和44分別聯(lián)接至第二、第三和第四座椅控制馬達(dá)24、26和28。應(yīng)理解，替代實(shí)施方案可采用其他的傳感器配置，諸如沿馬達(dá)傳動(dòng)系統(tǒng)(motor driveline)定位的傳感器和/或位于控制器34內(nèi)的傳感器，所述傳感器測量到馬達(dá)的電流(例如，脈沖換向感測)以監(jiān)測馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過監(jiān)測每個(gè)馬達(dá)22、24、26和28的轉(zhuǎn)動(dòng)，控制器34可準(zhǔn)確地確定座椅14的位置，并將該位置存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器36內(nèi)。從而，當(dāng)用戶選擇期望的就坐位置時(shí)，控制器34，通過與座椅控制馬達(dá)通信聯(lián)接，可自動(dòng)將座椅調(diào)節(jié)至期望的位置。在所示的實(shí)施方案中，控制器34包括切換網(wǎng)絡(luò)(switching network),該切換網(wǎng)絡(luò)被配置為基于所存儲(chǔ)的座椅14的位置來操作所述馬達(dá)22、24、26和28。應(yīng)理解，所述切換網(wǎng)絡(luò)使得控制器34能夠基于所存儲(chǔ)的座椅位置和/或來自控制面板30的輸入，以期望的方向轉(zhuǎn)動(dòng)每個(gè)座椅控制馬達(dá)。所述切換網(wǎng)絡(luò)還可為座椅控制馬達(dá)22、24、26和28提供如下的信號(hào)，該信號(hào)使得所述馬達(dá)引起座椅14內(nèi)的振動(dòng)。如下文詳細(xì)討論的，控制器34可向座椅控制馬達(dá)22、24、26和28輸出振蕩電壓信號(hào)。例如，控制器34可向第一馬達(dá)22發(fā)送 指示第一馬達(dá)以第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)。然后控制器34可向第一馬達(dá)22發(fā)送指示第一馬達(dá)以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。通過快速切換馬達(dá)方向，第一馬達(dá)22可在座椅14內(nèi)引起振動(dòng)。例如，如果控制器34每秒切換馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向100次，則可在座椅14內(nèi)形成IOOHz的振動(dòng)。在本實(shí)施方案中，控制器34可以能夠以約IHz到20，OOOHz之間的頻率來切換馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。如前文討論的，類似的信號(hào)可被發(fā)送至其他座椅控制馬達(dá)24、26和28，以在座椅14內(nèi)引起類似的振動(dòng)。隨著座椅控制馬達(dá)22、24、26和28快速改變方向，傳感器38、40、42和44連續(xù)監(jiān)測馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)信息被輸出至控制器34，控制器34追蹤座椅位置的變化。在某些實(shí)施方案中，控制器34可被配置為基于來自傳感器的輸入，連續(xù)調(diào)節(jié)給馬達(dá)的輸出信號(hào)。例如，控制器34可通過向第二座椅控制馬達(dá)24輸出振蕩電壓信號(hào)來弓I起豎直方向的振動(dòng)。由于座椅14中的駕駛員的體重，座椅14可朝向下方向偏置。因此，座椅14可在向下運(yùn)動(dòng)中比在向上運(yùn)動(dòng)中移動(dòng)略微更大的距離。結(jié)果，一旦座椅振動(dòng)已經(jīng)終止，座椅14就可定位得低于其初始位置，由此形成對(duì)于駕駛員潛在不合意的就坐位置。從而，在某些實(shí)施方案中，控制器34可基于來自傳感器的輸入,改變馬達(dá)在每個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)程度。例如，如果傳感器40確定座椅14在每個(gè)振動(dòng)周期期間都在向下方向比在向上方向移動(dòng)更大的距離，則控制器34可通過指示馬達(dá)24在每個(gè)周期期間都將座椅14略微向上移動(dòng)來進(jìn)行補(bǔ)償。這樣，在振動(dòng)完成之后，座椅14可被定位在與初始座椅位直基本相近的位直。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，在引起振動(dòng)之前，控制器34可將座椅14的位置存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器36內(nèi)。然后，在振動(dòng)完成之后，控制器34可將座椅14自動(dòng)返回至所存儲(chǔ)的位置。這樣，座椅14的凈位置(net position)將保持基本恒定。如前文討論的，控制器34也可周期性地啟用振動(dòng)和解除振動(dòng)，以在座椅14內(nèi)形成一系列脈沖?；诿}沖頻率和持續(xù)時(shí)間，控制器34可向駕駛員提示各種車輛狀況。此外，振動(dòng)的頻率可被改變，以便于識(shí)別特定的車輛狀況。這樣，駕駛員可以能夠基于所感受到的座椅內(nèi)的振動(dòng)來區(qū)分所檢測到的車輛狀況。
圖4是觸覺反饋系統(tǒng)的第二實(shí)施方案的示意圖，該觸覺反饋系統(tǒng)包括控制器46，控制器46具有信號(hào)發(fā)生器48和放大器50，以驅(qū)動(dòng)座椅控制馬達(dá)22、24、26和28。如所示，本實(shí)施方案不包括圖3中示出的存儲(chǔ)位置傳感器。從而，當(dāng)座椅14相對(duì)于車輛10的地板移動(dòng)時(shí)，控制器46不追蹤或存儲(chǔ)座椅14的位置。在這樣的配置中，駕駛員可通過經(jīng)由控制面板30上的開關(guān)32提供輸入來直接控制就坐位置。因?yàn)榭刂破?6不包括切換網(wǎng)絡(luò)，所以控制器46利用信號(hào)發(fā)生器48和放大器50來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)座椅控制馬達(dá)22、24、26和28的振蕩電壓信號(hào)。在某些配置中，信號(hào)發(fā)生器48被配置為輸出以交替方向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的正弦波。放大器50被配置為將來自信號(hào)發(fā)生器48的信號(hào)放大，以向馬達(dá)提供足夠的振幅來引起座椅14內(nèi)的振動(dòng)。信號(hào)發(fā)生器48可被配置為輸出具有約IHz到20，OOOHz范圍內(nèi)的頻率的信號(hào)。如前文討論的，可選擇某一頻率來表明特定的車輛狀況。另外，信號(hào)發(fā)生器48和/或控制器46可被配置為以脈沖形式將信號(hào)發(fā)送至馬達(dá)，以形成振動(dòng)節(jié)奏。此外，控制器46可將所述信號(hào)引導(dǎo)至不同的座椅控制馬達(dá)22、24、26和/或28，以進(jìn)一步便于區(qū)分駕駛員提
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類似于前述的控制器34，控制器46可被配置為確保振動(dòng)之后的座椅位置與振動(dòng)之前的座椅位置基本相近。具體地，控制器46可被配置為監(jiān)測來自信號(hào)發(fā)生器48的輸出，并確定在振動(dòng)時(shí)期期間的第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向。然后控制器46可指示信號(hào)發(fā)生器48在以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)之后終止振動(dòng)。這樣的配置可大大降低座椅位置在振動(dòng)期間發(fā)生變化的可能性。圖5是由控制器輸出至座椅控制馬達(dá)的第一示例信號(hào)的圖，其中所述信號(hào)是連續(xù)方波。如前文討論的，控制器34的第一實(shí)施方案包括切換網(wǎng)絡(luò)，所述切換網(wǎng)絡(luò)被配置為快速改變所述座椅控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。從而，控制器34可輸出方波，如圖5所示。如所示，X軸52代表時(shí)間，y軸54代表電壓,且曲線56代表來自控制器34的方波輸出信號(hào)。在向所述馬達(dá)提供振蕩電壓信號(hào)之前，控制器34輸出基本恒定的電壓信號(hào)58。例如，如果控制器34沒有驅(qū)動(dòng)所述座椅控制馬達(dá)來改變座椅14的位置，則恒定輸出信號(hào)58可處于基本零電壓。如所示，控制器34在點(diǎn)60處通過輸出第一電壓振蕩62發(fā)起座椅振動(dòng)。在示出的實(shí)施方案中，控制器34內(nèi)的切換網(wǎng)絡(luò)首先向所述馬達(dá)輸出正電壓66持續(xù)第一時(shí)間段，然后輸出負(fù)電壓68持續(xù)第二時(shí)間段。第一振蕩62的總持續(xù)時(shí)間被不為波長70。應(yīng)理解,波長70與頻率成反比。從而，通過改變正電壓66和負(fù)電壓68的持續(xù)時(shí)間，可改變振動(dòng)的頻率。因?yàn)楸緦?shí)施方案利用直流(DC)座椅控制馬達(dá)，所以施加正電壓將引起馬達(dá)以第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而施加負(fù)電壓將引起馬達(dá)以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。從而，所示的方波56將導(dǎo)致馬達(dá)快速改變方向，由此引起座椅14內(nèi)的振動(dòng)。如前文討論的，通過改變正電壓和負(fù)電壓的切換頻率，所述控制器可輸出約IHz到20，OOOHz之間的頻率。應(yīng)理解，較低的振動(dòng)頻率可被駕駛員感覺到，而較高的頻率可產(chǎn)生能聽到的輸出。例如，駕駛員可以聽不到約200Hz以下的頻率,但會(huì)感覺到作為座椅14內(nèi)的振動(dòng)的這樣的頻率。進(jìn)一步應(yīng)理解,駕駛員可以能夠基于經(jīng)驗(yàn)感受來區(qū)分所觸知的頻率，以及基于定調(diào)(pitch)來區(qū)分能聽到的頻率。從而，通過改變波長70的持續(xù)時(shí)間，可將各種車輛狀況傳達(dá)給駕駛員。此外，正電壓66與負(fù)電壓68之間的差形成了峰-峰振幅72。通過改變振幅72，可將其他信息傳遞給駕駛員。應(yīng)理解，較高的振幅信號(hào)可引起車輛座椅14內(nèi)較強(qiáng)的振動(dòng)。例如，控制器34可引起座椅14內(nèi)的振動(dòng)來表示低燃油液位。在這樣的配置中，振幅72可隨著燃油液位降低而增大，以向駕駛員提示燃油用盡的可能性增大。在另一些實(shí)施方案中，控制器34可采用脈沖調(diào)制來產(chǎn)生仿真的正弦波。具體地，控制器34可輸出一系列近似正弦波形狀的電壓振蕩，由此引起座椅控制馬達(dá)逐漸轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。圖6是由控制器輸出至座椅控制馬達(dá)的第二示例信號(hào)的圖，其中所述信號(hào)是脈沖方波。如前文討論的，控制器34可在座椅14內(nèi)形成一系列振動(dòng)脈沖來表明特定的車輛狀況。在所不的實(shí)施方案中，控制器34輸出第一脈沖74和第二脈沖76,它們被恒定電壓區(qū)域78分隔。如所示，第一脈沖74包括在正電壓66與負(fù)電壓68之間的單個(gè)振蕩。應(yīng)理解，另一些實(shí)施方案可包括每個(gè)脈沖內(nèi)的附加振蕩。每個(gè)脈沖內(nèi)的振蕩的數(shù)目和每個(gè)振蕩的波長形成了該脈沖的持續(xù)時(shí)間。在第一脈沖74完成之后，控制器34向馬達(dá)提供恒定(例如，零)電壓，如區(qū)域78所示。恒定電壓區(qū)域78的持續(xù)時(shí)間80形成了兩個(gè)脈沖之間的時(shí)延。例如， 在某些配置中，時(shí)延的持續(xù)時(shí)間和每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間可基本相等，以在座椅14內(nèi)形成節(jié)奏。替代實(shí)施方案可改變每個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間和每個(gè)時(shí)延的持續(xù)時(shí)間，以在座椅14內(nèi)形成其他節(jié)奏。控制器34可被配置為改變這些持續(xù)時(shí)間，以區(qū)分各種車輛狀況。圖7是由控制器輸出至座椅控制馬達(dá)的第三示例信號(hào)的圖，其中所述信號(hào)是連續(xù)正弦波。如前文討論的，控制器46的第二實(shí)施方案包括信號(hào)發(fā)生器48和放大器50,信號(hào)發(fā)生器48和放大器50被配置為輸出交流(AC)信號(hào)(諸如所示的正弦波)。如所示，X軸52代表時(shí)間，y軸54代表電壓,且曲線82代表來自控制器46的正弦波輸出信號(hào)。如所不，控制器46在點(diǎn)60處通過輸出隨時(shí)間逐漸振蕩的電壓來發(fā)起座椅振動(dòng)，由此形成所示的正弦波82。具體地，所述電壓在最大正電壓84與最大負(fù)電壓86之間振蕩。這個(gè)第一振蕩的總持續(xù)時(shí)間被示為波長88。應(yīng)理解，波長88與頻率成反比。從而，通過改變最大電壓84與86之間的時(shí)間，可改變振動(dòng)的頻率。因?yàn)楸緦?shí)施方案利用直流(DC)座椅控制馬達(dá)，所以施加正電壓將引起馬達(dá)以第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而施加負(fù)電壓將引起馬達(dá)以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。從而，所示的正弦波82將導(dǎo)致馬達(dá)快速改變方向，由此引起座椅14內(nèi)的振動(dòng)。如前文討論的，通過改變來自信號(hào)發(fā)生器48的輸出，所述控制器可輸出IHz到20，OOOHz之間的頻率。從而，可將各種車輛狀況傳達(dá)給駕駛員。此外，最大正電壓84與最大負(fù)電壓86之間的差形成了峰-峰振幅90。如前文討論的，通過改變振幅90，可將附加信息傳遞給駕駛員。在另一些實(shí)施方案中，控制器46可被配置為輸出任意波形，諸如具有隨時(shí)間變化的頻率和/或振幅的振蕩電壓信號(hào)。例如，信號(hào)發(fā)生器48可輸出一系列表明乘員能辨別的調(diào)子的能聽到的和/或能觸知的振蕩。乘員可將這個(gè)調(diào)子與特定的已識(shí)別的車輛狀況關(guān)聯(lián)。在另一些實(shí)施方案中，控制器46可將座椅控制馬達(dá)聯(lián)接至車輛音頻系統(tǒng)。在這樣的實(shí)施方案中，控制器46可將來自所述音頻系統(tǒng)的音頻信號(hào)輸出放大，并將所得到的振蕩電壓傳輸至所述座椅控制馬達(dá)，由此在座椅14內(nèi)引起與所述音頻信號(hào)一致的振動(dòng)。在某些實(shí)施方案中，控制器46可包括低通濾波器，所述低通濾波器被配置為便于將低頻信號(hào)傳送給放大器50但阻擋高頻信號(hào)。例如，所述低通濾波器可被配置為阻擋高于125Hz的頻率。這樣的配置可通過由座椅控制馬達(dá)提供能觸知的和/或能聽到的輸出來增強(qiáng)音頻體驗(yàn)。另夕卜，這樣的配置可以不需要低音炮組件(subwoofer assemblies),所述低音炮組件會(huì)增加車輛10的重量、減少車輛10的內(nèi)部空間和/或增加車輛10的成本。盡管上文參照圖4的控制器46描述了音頻增強(qiáng)系統(tǒng)，但應(yīng)理解，圖3的控制器34可被配置為接收音頻信號(hào)、使用切換網(wǎng)絡(luò)逼近所述信號(hào)的至少一部分(例如，較低的頻率)并向座椅控制馬達(dá)輸出方波信號(hào)，以產(chǎn)生期望的能觸知的和/或能聽到的體驗(yàn)。
在某些實(shí)施方案中，控制器34或46可被配置為在車輛座椅14內(nèi)引起持續(xù)的振動(dòng)，以增進(jìn)乘客舒適度。例如，控制器34或46可在椅座16內(nèi)引起振動(dòng)，以增強(qiáng)乘員腿部內(nèi)的循環(huán)。在這樣的配置中，第三座椅控制馬達(dá)26(其被配置為使椅座16相對(duì)于車輛內(nèi)部12的地板傾斜)可被驅(qū)動(dòng)，以在椅座16內(nèi)提供期望的振動(dòng)。然而，應(yīng)理解，控制器34或46也可通過驅(qū)動(dòng)第一座椅控制馬達(dá)22、第二座椅控制馬達(dá)24和/或第四座椅控制馬達(dá)28在座椅14內(nèi)引起的持續(xù)的振動(dòng)。驅(qū)動(dòng)頻率可被特別選擇，以增強(qiáng)乘客舒適度和/或促進(jìn)乘員腿部內(nèi)的循環(huán)。例如，控制器34或46可以低于乘員能察覺的范圍的頻率(例如，小于IHz)驅(qū)動(dòng)座椅控制馬達(dá)。從而，控制器34或46可促進(jìn)腿部循環(huán)而不使乘員注意到振動(dòng)。替代地，控制器34或46可例如以能觸知的頻率(諸如在20Hz到50Hz之間)驅(qū)動(dòng)座椅控制馬達(dá)。盡管僅有本發(fā)明的某些特征和實(shí)施方案被示出和描述，但是在本質(zhì)上不脫離權(quán)利要求中限定的主題的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點(diǎn)的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到許多修改和變化，例如改變各種元件的尺寸、維度、結(jié)構(gòu)、形狀和比例；參數(shù)(例如溫度、壓力等)的值；安裝布置；材料、顏色、方位的使用；等等。任何處理或方法步驟的順序或次序可根據(jù)替代實(shí)施方案而改變或重新排列。因此應(yīng)理解，所附的權(quán)利要求意在覆蓋落入本發(fā)明真實(shí)主旨內(nèi)的所有這樣的修改和變化。此外，為了提供對(duì)示例實(shí)施方案的簡明描述，可能未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征(即，與目前設(shè)想的實(shí)施本發(fā)明的最佳方式不相關(guān)的特征，或者與實(shí)現(xiàn)所要求保護(hù)的發(fā)明不相關(guān)的特征)。應(yīng)理解，在任何這樣的實(shí)際實(shí)施方式的開發(fā)中，如同在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，可實(shí)施許多具體決定。這樣的開發(fā)努力可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但是對(duì)于受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，仍然是設(shè)計(jì)、制作和生產(chǎn)的常規(guī)事務(wù)，不需要過度的實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種車輛座席系統(tǒng),包括 車輛座椅； 座椅控制馬達(dá)，所述座椅控制馬達(dá)聯(lián)接至所述車輛座椅，且被配置為將所述車輛座椅移動(dòng)至乘員期望的位置，并引起所述車輛座椅內(nèi)的振動(dòng)；以及 控制器，所述控制器通信聯(lián)接至所述座椅控制馬達(dá)，其中所述控制器被配置為向所述座椅控制馬達(dá)輸出信號(hào)，以引起所述車輛座椅內(nèi)的振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛座席系統(tǒng),其中所述車輛座椅包括椅座和能轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接至所述椅座的椅背，并且其中所述座椅控制馬達(dá)被布置在所述椅座之中或所述椅座底下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛座席系統(tǒng)，包括第一座椅控制馬達(dá)，其被配置為在縱長方向平移所述車輛座椅；第二座椅控制馬達(dá)，其被配置為在豎直方向平移所述車輛座椅；第三座椅控制馬達(dá)，其被配置為相對(duì)于車輛內(nèi)部的地板傾斜所述椅座；第四座椅控制馬達(dá)，其被配置為相對(duì)于所述椅座轉(zhuǎn)動(dòng)所述椅背；或者它們的組合，并且其中所述控制器聯(lián)接至多于一個(gè)的所述座椅控制馬達(dá)，且被配置為選擇性地引起每個(gè)所聯(lián)接的座椅控制馬達(dá)中的振動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛座席系統(tǒng)，包括聯(lián)接至所述座椅控制馬達(dá)的傳感器，其中所述傳感器被配置為測量所述座椅控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出，并向所述控制器傳輸表明座椅位置的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器包括被配置為存儲(chǔ)所述表明座椅位置的信號(hào)的存儲(chǔ)器，并且所述控制器被配置為在輸出所述信號(hào)之前將所述表明座椅位置的信號(hào)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器內(nèi)、輸出所述信號(hào)、然后將所述車輛座椅返回到所存儲(chǔ)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為基于所述表明座椅位置的信號(hào)來連續(xù)改變所述信號(hào)，以將所述車輛座椅維持在基本恒定的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為驅(qū)動(dòng)所述座椅控制馬達(dá)，以引起所述車輛座椅內(nèi)的振動(dòng)，從而增強(qiáng)乘員的腿部內(nèi)的循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器包括信號(hào)發(fā)生器和放大器，所述信號(hào)發(fā)生器和放大器被配置為用交流(AC)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述座椅控制馬達(dá)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為選擇性地改變所述信號(hào)的頻率、以一系列脈沖輸出所述信號(hào)、或者它們的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為接收來自車輛音頻系統(tǒng)的音頻信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)所述座椅控制馬達(dá)，以引起所述車輛座椅內(nèi)的與所述音頻信號(hào)一致的振動(dòng)。
11.一種車輛座席系統(tǒng),包括 控制器，所述控制器被配置為通過操作座椅控制馬達(dá)來調(diào)節(jié)車輛座椅的位置，其中所述控制器被配置為向所述座椅控制馬達(dá)輸出信號(hào)，以引起所述車輛座椅內(nèi)的振動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為存儲(chǔ)所述車輛座椅的初始位置、輸出所述信號(hào)、然后將所述車輛座椅返回至所存儲(chǔ)的初始位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為基于所測得的座椅位置來連續(xù)改變所述信號(hào)，以將所述車輛座椅維持在基本恒定的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述信號(hào)包括方波。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為選擇性地改變所述信號(hào)的頻率、所述信號(hào)的振幅、或者它們的組合。
16.—種車輛座席系統(tǒng),包括 控制器，所述控制器被配置為通信聯(lián)接至座椅控制馬達(dá)，其中所述座椅控制馬達(dá)被配置為將車輛座椅移動(dòng)至乘員期望的位置，并且所述控制器被配置為向所述座椅控制馬達(dá)輸出信號(hào)，以引起所述車輛座椅內(nèi)的振動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器包括信號(hào)發(fā)生器和放大器，所述信號(hào)發(fā)生器和放大器被配置為用交流(AC)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述座椅控制馬達(dá)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述信號(hào)包括正弦波。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為以一系列脈沖輸出所述信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的車輛座席系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為以能觸知的頻率、以能聽到的頻率、或者它們的組合來輸出所述信號(hào)。
全文摘要
一種車輛座席系統(tǒng)，包括車輛座椅和聯(lián)接至所述車輛座椅的座椅控制馬達(dá)(22、24、26、28)。所述座椅控制馬達(dá)被配置為將所述車輛座椅移動(dòng)至乘員期望的位置。所述車輛座席系統(tǒng)還包括控制器(34)，所述控制器通信聯(lián)接至所述座椅控制馬達(dá)。所述控制器被配置為向所述座椅控制馬達(dá)輸出信號(hào)，以引起所述車輛座椅內(nèi)的振動(dòng)。
文檔編號(hào)B60W50/08GK102656051SQ201080056596
公開日2012年9月5日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
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