CN100430261C - 电动折叠座椅 - Google Patents

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Abstract

一种安装在车辆内的电动折叠座椅，包括一个安装在车辆上的座垫，一个可枢转地与所述座垫结合的座椅靠背，和一个设置在座椅靠背内以使该座椅靠背在竖直位置和折叠位置之间自动旋转的电动致动器。电动致动器包括一个电动座椅调角器，一个插销组件，一个电动头枕调节器，和一个与电动座椅调角器、插销组件和电动头枕调节器结合的控制***。控制***包括一个从远程发射机接收命令的信号接收器，和一个与信号接收器结合的数据处理机。数据处理机控制电动座椅调角器、电动插销致动器和电动头枕调节器，使座椅靠背根据接收到的远程命令在竖直位置和折叠位置之间移动。

Description

电动折叠座椅
技术领域
本发明涉及一种汽车的折叠座椅。尤其是，本发明涉及一种在电源控制下座椅靠背可在竖直位置和折叠位置之间自动旋转的自动座椅。
背景技术
汽车的常规后座椅包括一个座垫和一个设置于汽车的后货箱区附近的座椅靠背。座椅靠背可枢转地与座垫结合以使座椅靠背可以从竖直位置旋转到折叠位置，并因此增加了后货箱区的有效体积。座椅靠背还包括一个在竖直位置牢固连接座椅靠背的插销。
虽然后折叠座椅多用于方便后排乘客乘座，并增加汽车的有效货箱面积，但常规的汽车座椅很难操作。例如，如果车主采购返回，并将几个包裹存放在车辆的后货箱区中，那么车主就必须先放下包裹，然后要么打开车辆后乘客门要么打开后货箱门以手动释放座椅插销。如果汽车是仅具有两个门的运动型跑车，那么车主就必须使前乘客门向前滑以获得进入后折叠座椅的通道，然后爬进后座椅处以释放后座椅插销。随后，车主必须手动旋转座椅使其达到折叠位置，然后返回到汽车的后部以将包裹存放到后货箱区中。
文献DE 198 36 060 A1公开了一种用于车辆的座椅组件，所述座椅组件包括至少一个座垫和与座垫相关的至少一个座椅靠背，其中座垫和/或座椅靠背能够彼此独立地或者一起从乘坐位置运动到至少一个其它位置，另外还提供用于使座椅靠背解锁的远程可致动机构。
文献DE 197 37 269 A1公开了一种包括电气驱动的联接件的车辆座椅组件，其包括稳固地安装至座垫的垫部以及稳固地安装至座椅靠背框架的靠背部，其中座椅靠背框架能够绕水平的枢轴线调整倾角并且能够绕水平的折叠轴线折叠，所述折叠轴线和枢轴线为同一轴线。
文献DE 199 59 889 C1公开了一种用于头枕的调节组件，所述头枕耦连至机动车辆的座椅组件的可折叠座椅靠背，其中头枕在电动调节组件的作用下能够沿向上的方向伸展。
因此，需要一种当需要时可自动实现有效后货箱区的自动座椅。
发明内容
本发明提供一种安装在车辆内的电动折叠座椅。座椅包括一个安装在车辆上的座垫，一个可枢转地与所述座垫结合的座椅靠背，和一个设置在座椅靠背内使座椅靠背在竖直位置和折叠位置之间自动旋转的电动致动器***。
根据本发明的一个优选实施例，座椅靠背还包括一个可调节头枕。电动致动器***包括一个电动座椅调角器，一个插销组件，一个电动头枕调节器，和一个与电动座椅调角器、插销组件和电动头枕调节器结合的控制***。
电动座椅调角器包括一个第一原动机和一个结合在车辆的第一原动机与固定枢销之间的使座椅靠背在竖直位置和折叠位置之间旋转的齿轮系。插销组件包括一个将座椅靠背固定在竖直位置处的机械座椅插销，和一个与机械座椅插销结合的，并在扣住或闩锁位置与释放位置之间控制机械座椅插销的电动插销致动器。电动头枕调节器包括一个第二原动机和一个结合在第二原动机与头枕之间的使头枕在展开位置和缩回位置之间垂直移动的齿轮。
控制***包括一个从远程发射机接收命令的信号接收器，和一个与信号接收器结合的数据处理机。通常，远程发射机包括一个装配有无线发射机的钥匙扣(key fob)。数据处理机控制电动座椅调角器、电动插销致动器和电动头枕调节器(如果提供的话)，并且使座椅靠背根据接收到的远程命令在竖直位置和折叠位置之间移动。
本发明还提供一种使汽车的座椅靠背在竖直位置和折叠位置之间自动旋转的方法。座椅靠背可枢转地与汽车结合，并且座椅靠背包括一个使座椅靠背在竖直位置和折叠位置之间旋转的电动座椅调节器，一个将座椅靠背固定在竖直位置处的机械座椅插销，一个在扣住或闩锁位置与释放位置之间控制机械座椅插销的电动插销致动器，和一个与电动座椅调角器与电动插销致动器结合的控制***。上述方法包括步骤(1)接收一个远程用户请求操作座椅靠背的命令；和步骤(2)车辆电源致动电动座椅调角器和电动插销致动器使座椅靠背根据接收到的远程用户的命令旋转。
通常，远程用户命令包括命令座椅靠背进入折叠位置的电动折叠命令信号，或者命令座椅靠背进入竖直位置的电动竖直命令信号。在命令信号包括折叠命令信号的情况下，致动步骤包括命令电动插销致动器释放机械座椅插销，和命令电动座椅调角器将座椅靠背部分旋转进折叠位置的步骤。在命令信号包括竖直命令信号的情况下，致动步骤包括命令电动座椅调角器将座椅靠背旋转进竖直位置，和命令电动插销致动器扣住机械座椅插销的步骤。
附图说明
通过参考附图以及下文的详细描述，本发明的优点将易于察觉并更易于理解，其中：
图1是本发明中安装在汽车内的电动折叠座椅的示意图，图中绘出了座垫，座椅靠背部分，以及包括有电动座椅调角器、插销组件和电动头枕调节器的电动致动器***；
图2是电动致动器***的控制***中的电动座椅调角器，插销组件，电动头枕调节器和信号接收器的示意图表；
图3电动座椅调角器的立体图，图中绘出了电动马达和齿轮系；
图4是图3中所示的电动座椅调角器的电动马达和齿轮系的侧视图；和
图5是电动座椅调角器的另一个立体图，图中绘出了图4中所示的后传齿轮元件以及键销。
具体实施方式
对照图1，本发明的电动折叠座椅100设置于一个汽车内。电动折叠座椅100包括一个座垫102和一个座椅靠背104。座椅靠背104有一个设置在座垫102上方的底部，并且座椅靠背104在其底部可枢转地结合到座垫102上以使座椅靠背部分104绕着它的底部在竖直位置和覆盖在所述座垫102上的折叠位置之间旋转，如虚线所示。座椅靠背104优选地还包括一个在展开位置和缩回位置之间垂直移动的可调节头枕106。
与常规的座椅靠背一致，座椅靠背104包括一个框架结构108(见图3)，泡沫垫和一个包住框架108与泡沫垫的纺织套。与常规的座椅靠背相比，座椅靠背部分104还包括一个设于框架组件108之间的电动致动器***110。
如下面所讨论的，电动致动器***110使座椅靠背104在竖直位置和折叠位置之间旋转。然而，由于电动致动器***110设置于座椅靠背104内，所以电动折叠座椅100可以很容易地安装到汽车内而不占用其它汽车配件的空间。
虽然图中只示出了一个单个的座椅，但对本领域中的技术人员而言很明显的是具有单个或多个座椅靠背(一般60/40个座椅靠背)的长条形座椅也可以用于本发明。
如图1和图2所示，电动致动器***110包括一个电动座椅调角器112，一个插销组件114，一个电动头枕调节器116，和一个与电动座椅调角器112、插销组件114和电动头枕调节器116操作结合的控制***118。
如图3所示，电动座椅调角器112与座椅靠背104的底部相邻设置，并且包括一个第一原动机120和一个齿轮系122。第一原动机120固定到座椅靠背104的其中一个框架元件108上。而且，优选的是，第一原动机120包括一个由汽车的电动***驱动的直流电机，但也可以使用其它类型的第一原动机，如液压致动***。
齿轮系122机械地结合在第一原动机120和一个固定到车体上的固定枢轴点之间。如图3和图4所示，齿轮系122包括多个中间齿轮124，每一个中间齿轮124都具有与齿轮系122的至少一个其它的中间齿轮124的齿轮齿相啮合的齿轮齿。齿轮系122还包括一个后传部分齿轮126，该后传齿轮具有与中间齿轮124中的一个齿轮的齿轮齿相啮合的齿轮齿。后传齿轮126包括一个位于座椅靠背104的底部附近的键孔128，用来容纳位于其中的相似的键枢销130。枢销130固定到车体上并与键孔128啮合。如图4和图5所示，键孔128具有大致方形的横截面，当然枢销130也具有对应的形状。但是很明显也可以使用其它形状的键孔128和枢销130。
因为枢销130固定到车体上，所以枢销130可防止后传齿轮126相对于车体旋转。因此，当第一原动机120致动并驱动齿轮系122时，座椅靠背104就被迫绕着它的底部和枢销130枢转。可以理解的是，当第一原动机120接受命令沿一个方向旋转时，座椅靠背104将旋转进竖直位置，而当第一原动机120接受命令沿相反方向旋转时，座椅靠背104将旋转进折叠位置。这使得施加到座椅靠背104上的任何力将通过齿轮系122传递给枢销130和车辆的结构体，因此减轻了座椅100的结构和重量。
图1和图2示出了电动致动器***110的插销组件114。如图所示，插销组件114包括一个机械座椅插销132，一个与机械座椅插销132机械结合的电动插销致动器134，和一个固定到汽车上的插销杆或撞针136。机械座椅插销132和电动插销致动器134都设置在座椅靠背104内，与座椅靠背104的上端相邻。这种类型的机械座椅插销132在汽车中很常见，并且优选地包括一个弹簧致动插销机构和一个释放棘爪。当撞针136与机械座椅插销132啮合时，机械座椅插销132扣住撞针136，并在电动插销致动器134的命令下释放撞针136。
电动插销致动器134与机械座椅插销132的释放棘爪机械结合。优选的是，电动插销致动器134由汽车的电动***驱动，并包括一个标准的直流致动器，但在电动插销致动器134的一种变形中，包括一个系紧致动器(cinching actuator)134。而且，能够理解的是，虽然电动插销致动器134优选地是电动驱动的，但也可以使用其它的电源。
如上面所讨论的，电动插销致动器134与机械座椅插销132的释放棘爪结合。因此，如上所述，当电动插销致动器134被致动时，释放棘爪旋转远离弹簧致动插销机构，因此使机械座椅插销132释放插销杆136并允许座椅靠背104通过电动座椅调角器112从竖直位置旋转到折叠位置。但是，当电动插销致动器134不被致动时，释放棘爪旋转到与弹簧致动插销机构啮合。因此，当电动插销致动器134不被致动时，电动座椅调角器112接受命令使座椅靠背104旋转进竖直位置，当座椅靠背104到达竖直位置时，机械座椅插销132扣住插销杆136，以此确保座椅靠背104处于相对于汽车的竖直位置处。
如上面所讨论的，优选地，座椅靠背104包括一个头枕106。头枕106在展开位置和缩回位置之间可垂直移动，并且头枕106包括一个头垫138和一个垂直延伸的齿条140。齿条140与头垫138相连，并设置于座椅靠背104内与座椅靠背104的上端相邻的位置处。电动致动器***110的电动头枕调节器116也设置在座椅靠背104内与座椅靠背104的上端相邻的位置处，并与齿条140机械结合。
电动头枕调节器116包括一个第二原动机142和一个小齿轮144。优选地，第二原动机142包括一个由汽车的电动***驱动的直流电动马达，但是也可以使用其它类型的第二原动机。小齿轮144机械结合在第二原动机142和头枕106的齿条140之间，当第二原动机142旋转时，可使头垫138在展开位置和缩回位置之间垂直移动。
图2所示的电动致动器***110的控制***118包括一个信号接收器146，一个位置传感器148，一个非接触型传感器149和一个与电动座椅调角器112的第一原动机120、插销组件114的电动插销致动器134、电动头枕调节器116的第二原动机142、信号接收器146和位置传感器148通信相连的数据处理机150。数据处理机150包括一个电子内存152和一个与电子存储器152电性结合的中央处理单元154。
优选地，车主配备有无线钥匙扣，并且信号接收器146包括一个无线信号接收器，它接收来自无线钥匙扣的用户指令信号。但优选地，汽车装配有电子开关，并且信号接收器146还包括一个有线信号接收器，它接收来自汽车开关的用户指令信号。通常，远程用户指令包括命令座椅靠背104进入折叠位置的“折叠命令”信号或者命令座椅靠背104进入竖直位置的“竖直命令”信号。
优选地，控制***118通过将电子脉冲传递给第一原动机120来致动电动座椅调角器112的第一原动机120，并且位置传感器148包括一个与第一原动机120结合的电子计数器来计算所传递的定时脉冲的数量。以这种方式，位置传感器148能够给数据处理机150提供判断座椅靠背104的斜角位置的信息。另外，在一种变形中，座垫102内设有压力传感器151，当座椅上有人时给数据处理机152发出一个信号，相应地发给CUP 154一个信号来防止座椅被驱动。也可以使用其它类型的位置传感器，如电容传感器和电力负载传感器。
非接触型传感器149安装在座椅靠背104内。传感器149优选地是一个以非接触方式探测障碍物的电容传感器。如果在座椅靠背104的移动路径上有一个障碍物，就会产生一个信号并将该信号传送到CPU 154以使其停止运动。
电子存储器152包括用于数据处理机150的处理命令，处理命令使电动致动器***110的数据处理机150以下列方式工作。在信号接收器146接收到“折叠命令”信号后，数据处理机150致动电动插销致动器134，由此命令机械座椅插销132释放插销杆136。数据处理机150然后给电动座椅调角器112提供适当的方向信号，由此使电动座椅调角器112将座椅靠背部分104从竖直位置旋转到折叠位置。数据处理机150同样可使电动插销致动器134停止运动，并且给电动头枕调节器116提供合适的方向信号，以使头垫138从展开位置垂直移动到缩回位置。
当位置传感器148用信号通知数据处理机150座椅靠背104已经到达完全倾斜的位置时，数据处理机150从电动座椅调角器112处撤除方向信号，从而停止座椅靠背部分104的进一步运动。
另一方面，在信号接收器146接收到“竖直命令”信号后，数据处理机150给电动座椅调角器112提供适当的方向信号，由此使得电动座椅调角器112将座椅靠背104从折叠位置旋转到竖直位置。数据处理机150还给电动头枕调节器116提供适当的方向信号，使得头垫138从缩回位置垂直运动到展开位置。
当位置传感器148用信号通知数据处理机150座椅靠背部分104已经到达完全竖直的位置时，数据处理机150从电动座椅调角器112处撤除方向信号，从而停止座椅靠背104的进一步运动。在这点上，机械座椅插销132扣住插销杆136，因此确保相对于汽车座椅靠背104位于竖直位置处。
本发明以一种解释的方式来进行描述，可以理解的是所用的术语是为了说明而不是限制本发明。对本发明的各种修改和变化可能是根据上面的启示得来的。因此，可以理解的是在从属权利要求的保护范围内，本发明可以以不同于说明书中所描述的方式来实施。

Claims (14)

1.一种用于汽车的电动折叠座椅(100)，所述座椅包括：
一个安装在车辆上的座垫(102)；
一个可枢转地与所述座垫(102)结合的座椅靠背(104)；
其特征在于，所述座椅还包括一个电动致动器***(110)，其设置在所述座椅靠背(104)内以使该座椅靠背(104)在竖直位置和覆盖在所述座垫(102)上面的折叠位置之间自动旋转，所述电动致动器***(110)包括：一个由所述座椅靠背(104)支撑的并在所述竖直和折叠位置之间驱动所述座椅靠背(104)的第一原动机；一个由车体以相对于所述车体固定的关系保持的固定后传齿轮(126)；和一个结合在所述第一原动机与所述固定后传齿轮(126)之间的响应所述第一原动机的电动致动以使所述座椅靠背(104)在竖直位置和折叠位置之间旋转的齿轮系(122)，
所述电动折叠座椅还包括：一个在所述座椅靠背(104)内支撑所述电动致动器***(110)的框架结构(108)；和一个设于所述车体上以保持所述固定后传齿轮并使所述座椅靠背(104)响应所述第一原动机的电动致动而在所述竖直位置和所述折叠位置之间旋转的固定枢销(130)。
2.如权利要求1所述的电动折叠座椅(100)，其特征在于：所述电动致动器***(110)包括：一个使所述座椅靠背(104)在所述竖直位置和折叠位置之间旋转的电动座椅调角器(112)，所述电动座椅调角器(112)包括所述第一原动机和所述齿轮系(122)；一个选择性地将所述座椅靠背(104)锁定在所述竖直位置处的插销组件(114)；和一个结合在所述电动座椅调角器(112)与所述插销组件(114)之间选择性地自动解锁所述插销组件(114)和将座椅靠背(104)从所述竖直位置放开并随后响应所接收的来自于远程发射机的命令信号以使所述座椅靠背(104)在所述竖直位置和折叠位置之间旋转的控制***(118)。
3.如权利要求2所述的电动折叠座椅(100)，其特征在于：所述固定枢销(130)与所述固定后传齿轮(126)的键孔(128)接合。
4.如权利要求3所述的电动折叠座椅(100)，其特征在于：所述插销组件(114)包括：一个将所述座椅靠背(104)固定到所述车体的竖直位置处的机械座椅插销(132)；和一个与所述机械座椅插销(132)结合并构造成在扣住位置和释放位置之间控制所述机械座椅插销(132)的电动插销致动器(134)。
5.如权利要求4所述的电动折叠座椅(100)，其特征在于：所述座椅靠背(104)包括一个可调节头枕(106)，并且所述电动致动器***(110)还包括一个电动头枕调节器(116)，所述控制***(118)与所述电动头枕调节器(116)结合。
6.如权利要求5所述的电动折叠座椅(100)，其特征在于：所述电动头枕调节器(116)包括：一个第二原动机；和一个结合在所述第二原动机与所述头枕(106)之间的以使所述头枕(106)在展开位置与缩回位置之间垂直移动的齿轮(144)。
7.如权利要求2所述的电动折叠座椅(100)，其特征在于：所述控制***(118)包括：一个构造为从所述远程发射机接收命令的信号接收器(146)；和一个与所述信号接收器(146)结合并构造为响应所接收到的命令来操作所述电动座椅调角器(112)与所述电动插销致动器(134)的数据处理机(150)。
8.如权利要求7所述的电动折叠座椅(100)，其特征在于：所述信号接收器(146)包括一个无线信号接收器。
9.一种使权利要求1所述的用于汽车的电动折叠座椅(100)的座椅靠背(104)自动旋转的方法，其中所述电动致动器***(110)包括：一个使所述座椅靠背(104)在竖直位置和折叠位置之间旋转的电动座椅调角器(112)，所述电动座椅调角器(112)包括所述第一原动机和所述齿轮系(122)；一个将所述座椅靠背(104)选择性地锁定在竖直位置处的插销组件(114)；以及一个与所述电动座椅调角器(112)和插销组件(114)结合以选择性地自动解锁所述插销组件(114)并将所述座椅靠背(104)从所述竖直位置自动放开且随后响应所接收的来自于远程发射机的命令信号以使所述座椅靠背(104)在所述竖直位置和折叠位置之间旋转的控制***(118)，上述方法包括以下步骤：
接收一个请求操作所述座椅靠背(104)的远程用户命令；和
车辆电源致动所述电动座椅调角器(112)与电动插销致动器(134)以使所述座椅靠背根据接收到的远程用户的命令而旋转。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述远程用户命令包括命令所述座椅靠背(104)进入折叠位置的电动折叠命令信号和命令所述座椅靠背(104)进入竖直位置的电动竖直命令信号中的至少一个。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述插销组件(114)包括一个将所述座椅靠背(104)固定到所述车体的竖直位置处的机械座椅插销(132)，所述命令信号包括所述电动折叠命令信号，并且所述致动步骤包括命令所述电动插销致动器(134)释放所述机械座椅插销(132)的步骤和随后命令所述电动座椅调角器(112)将所述座椅靠背(104)旋转进所述折叠位置的步骤。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述座椅靠背(104)包括：一个可调节头枕(106)；和一个使所述头枕(106)在展开位置与缩回位置之间垂直移动的电动头枕调节器(116)，并且所述致动步骤包括在命令所述电动座椅调角器(112)旋转所述座椅靠背(104)之前命令所述电动头枕调节器(116)将所述头枕(106)移动到所述的缩回位置处。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述插销组件(114)包括一个将所述座椅靠背(104)固定到所述车体的竖直位置处的机械座椅插销(132)，所述命令信号包括所述电动竖直命令信号，并且所述致动步骤包括命令所述电动座椅调角器(112)将所述座椅靠背(104)旋转进所述竖直位置处和命令所述电动插销致动器(134)扣住所述机械座椅插销(132)的步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述座椅靠背(104)包括一个可调节头枕(106)和一个使所述头枕(106)在展开位置与缩回位置之间垂直移动的电动头枕调节器(116)，所述致动步骤包括在命令所述电动座椅调角器(112)旋转所述座椅靠背(104)之后命令所述电动头枕调节器(116)将所述头枕(106)移动到所述缩回位置处。
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