一种车内座椅自动拼接成床系统、控制方法及汽车
技术领域
本发明涉及汽车制造
技术领域
，尤其是涉及一种车内座椅自动拼接成床系统、控制方法及汽车。背景技术
如图1所示，目前市场上车座椅调节方式有座椅八向电动调节(座椅向前，座椅向后，座椅前部升高，座椅前部降低，座椅后部升高，座椅后部降低，靠背向前倾，靠背向后倾)、腰托四向电动调节(腰托向上，腰托向下，腰托顶出来，腰托缩进去)和腿托抬起及放下。座椅控制系统主要包括电机、座椅位置传感器、ECU和人机交互接口(按键或中控屏上的虚拟设置按键)。控制系统以ECU为核心连接各个部件，控制座椅位置的调整。
在电动座椅基础上可实现座椅记忆功能，座椅控制单元可记忆储存座椅位置信息，在车辆拥有多位常用驾驶者时，如夫妇、老板与司机等，更换驾驶员时座椅记忆可使座椅位置一步到位，免去反复调节的过程。
用户在调整到舒适驾驶位置后可通过按键或中控屏将当前位置储存起来，下次用车时按下中控屏按钮，ECU发出控制信号(前升高、前下降、后升高、后下降、向前滑、向后滑动、椅背角变大、椅背角变小、腰托向上、腰托向下、腰托向前、腰托向后)，控制电机工作，达到设定的位置，一键恢复座椅到存储记忆的位置。控制原理如图2所示。
读万卷书行万里路，随着经济的发展和生活水平的提高，人们越来越追求旅行带来的精神上的满足感，一辆车可以是旅行的交通工具，也可以是疲乏后躺倒休息的床。车是流动的家，在累的时候能躺倒充分休息，露营时可在大自然中休憩，望着星星与月亮入眠，实现真正的身心解放。这时候需要车内的座椅能组合成一张床。目前市场还没有能够一个命令，把座椅拼接成床的应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车内座椅自动拼接成床系统、控制方法及汽车，设计了将车内座椅自动拼接成床的策略与应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种车内座椅自动拼接成床系统，该系统包括：
人机交互设备HMI，用于接收来自各个来源的信号，并根据信号向所述座椅控制单元ECU发出座椅拼接成床命令；
座椅位置传感器，设置于车内各个座椅上的对应位置处，用于感知座椅位置并向所述座椅控制单元ECU发出座椅位置信号；
座椅控制单元ECU，内置有座椅成床位置信息存储器，用于根据接收的座椅拼接成床命令以及座椅位置信号，控制所述座椅位置控制电机以执行命令；
座椅位置控制电机，设置于车内各个座椅上的对应位置处，用于针对对应座椅进行控制以使得所有座椅最终组合拼接成床。
进一步地，所述的座椅成床位置信息存储器中内置有出厂设置的不同形态成床最佳座椅位置数据，并能够存储用户个性化设置的某种模式床状态下所对应的座椅位置数据。
进一步地，所述的各个来源的信号包括控制面板信号、按键信号和来自手机APP应用的信号。
进一步地，所述的车内各个座椅上的对应位置处包括座椅前后、上下、座垫倾角、腰托凸起凹进、靠背倾角以及后排座椅腿托的对应位置处。
本发明还提供一种车内座椅自动拼接成床系统的控制方法，其特征在于，该方法具体包括：
当于车内需要床铺时，接收来自各个来源的信号，并根据信号发出座椅拼接成床命令；收到指令后依照设定的位置数据循序控制各座椅的对应位置处运转，根据反馈的座椅位置信号，调整座椅位置处于存储记忆的位置，并最终组合拼接成床。
进一步地，所述的座椅成床位置信息存储器中内置有出厂设置的不同形态成床最佳座椅位置数据，并能够存储用户个性化设置的某种模式床状态下所对应的座椅位置数据。
进一步地，所述的各个来源的信号包括控制面板信号、按键信号和来自手机APP应用的信号。
进一步地，所述的座椅位置控制电机和座椅位置传感器均设置于车内各个座椅上的对应位置处，包括座椅前后、上下、座垫倾角、腰托凸起凹进、靠背倾角以及后排座椅腿托的对应位置处。
本发明还一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于所述的车内座椅自动拼接成床系统的控制方法的步骤。
本发明还一种汽车，该汽车包括所述的车内座椅自动拼接成床系统。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、利用智能电子和软件技术，根据一个命令，座椅自动拼接成床，不必一个一个座椅调整，给用户带来极大的方便。
2、多种座椅拼接成床方式，可以满足用户个性化和不同使用场景需要，如图12、13、14、15、16所示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术中座椅向电动调节示意图；
图2为现有技术中座椅位置调整、记忆及恢复工作原理示意图；
图3为本发明实施例中驾驶员座椅及后排座椅调节电机示意图；
图4为本发明实施例中副驾驶座椅调节电机示意图；
图5为本发明实施例中驾驶员座椅及后排座椅位置及各部位位置传感器示意图；
图6为本发明实施例中副驾驶员座椅各部位位置传感器示意图；
图7为本发明实施例中座椅自动拼接成床控制系统架构示意图；
图8为本发明实施例中座椅自动拼接成床控制原理示意图；
图9为本发明实施例中座椅自动拼接成床闭环控制流程的流程图；
图10为本发明实施例中座椅自动拼接成床个性化设置原理示意图；
图11为本发明实施例中座椅自动拼接成床个性化设置流程图；
图12为本发明实施例中座椅自动拼接成床模式1效果示意图；
图13为本发明实施例中座椅自动拼接成床模式2效果示意图；
图14为本发明实施例中座椅自动拼接成床模式3效果示意图；
图15为本发明实施例中座椅自动拼接成床模式4效果示意图；
图16为本发明实施例中座椅自动拼接成床模式5效果示意图；
图中，1、驾驶员座椅，2、后排座椅，3、副驾驶座椅，4、驾驶员座椅前后移动导轨，5、后排座椅前后移动导轨，6、副驾驶座椅前后移动导轨，7、驾驶员座椅前后移动调节电机，8、驾驶员座椅前端上下调节电机，9、驾驶员座椅后端上下调节电机，10、驾驶员座椅腰托调节电机，11、驾驶员座椅靠背倾角调节电机，12、后排座椅腿托抬起与放下调节电机，13、后排座椅前后移动调节电机，14、后排座椅上下调节电机，15、后排座椅靠背倾角调节电机，16、副驾驶座椅前后移动调节电机，17、副驾驶座椅前端上下调节电机，18、副驾驶座椅后端上下调节电机，19、副驾驶座椅腰托调节电机，20、副驾驶座椅靠背倾角调节电机，21、驾驶员座椅前后位置传感器，22、驾驶员座椅前端上下位置传感器，23、驾驶员座椅后端上下位置传感器，24、驾驶员座椅腰托位置传感器，25、驾驶员座椅靠背倾角位置传感器，26、后排座椅腿托位置传感器，27、后排座椅前后移动位置传感器，28、后排座椅上下位置传感器，29、后排座椅靠背倾角位置传感器，30、副驾驶座椅前后移动位置传感器，31、副驾驶座椅前端上下位置传感器，32、副驾驶座椅后端上下位置传感器，33、副驾驶座椅腰托位置传感器，34、副驾驶座椅靠背倾角位置传感器，35、人机交互HMI，36、座椅控制单元，37、座椅成床时座椅各部位位置记忆信息存储区。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明创新点：
设计自动拼接成床控制策略。座椅拼接成床时的座椅位置信息存储在座椅电子控制单元ECU中，当人们需要一张床时，可通过人机交互设备发出命令，座椅电子控制单元ECU收到命令，依照设定顺序控制各电机运转，根据座椅位置传感器反馈的座椅位置信号，调整座椅位置到座椅电子控制单元存储记忆的位置，方便快捷形成一张床。如图12，13，14，15，16所示，前排座椅和后排座椅拼接形成平铺的床。
实现以上功能，目前车上存在以下不足。
1、由于成本原因，基本只有司机座椅和副驾驶座椅实现座椅8向和腰托4向电动调节，后排座位不具备该功能。后排座椅安装电机调节座椅向前、座椅向后、座椅整体升高、座椅整体降低、靠背向前倾、靠背向后。
2、后排座椅可安装腿托，控制腿托抬起放下的电机，和腿托位置传感器。
3、后排座椅像前排座椅一样安装支持移动的导轨，实现后排座椅可沿车辆行进的方向前后移动，和前排座椅拼接成床。
4、后排座椅安装座椅位置传感器，感知后排座椅在沿车辆行进方向的位置、座椅高度和靠背倾角。
5、前排座椅(驾驶座椅和副驾驶座椅)下的导轨延长，方便座椅充分沿车辆行进的方向前后移动，和后排座椅拼接成床。
6、具有一键成床命令按钮的人机交互设备，人机交互设备接收用户发出的座椅拼接成床命令，方式可以是但不限于中控触屏输入、按键输入、人机交互设备接收通过手机APP应用发出的命令，手机和车上人机交互设备通过无线通讯交互信息，人机交互设备再把该命令通过约定的通讯协议传递给座椅控制单元。
如图3、图4、图5、图6所示，图3是驾驶员座椅及后排座椅调节电机示意图，座椅前后、上下、座垫倾角、腰托凸起凹进、靠背倾角、后排座椅腿托都通过电机转动来调节。
图4是副驾驶座椅调节电机示意图。
图5是驾驶员座椅及后排座椅位置及各部位位置传感器示意图。每个电机需安装一个霍尔传感器，能够对电机外部转轴进行测量，并将脉冲信号传送给座椅控制单元36。座椅控制单元36通过对脉冲信号的计数便能够获得与之有关的电机转动信息，也即座椅的当前位置信息。
图6是副驾驶员座椅各部位位置传感器示意图。
驾驶座椅、副驾驶座椅和后排座椅都安装上位置调节电机，每个电机配备安装霍尔传感器用于测量座椅位置和各部位位置信息。
在座椅状态下，座椅(1，2，3)的靠背用来支撑人体的背部，可以向后90度倾倒或折叠，前后排座椅共同拼接成床。
驾驶座椅1安装在导轨4上，导轨为并排两根，沿汽车行进方向，座椅两侧分别固定在两根导轨上，导轨固定连接在汽车的地板上。
副驾驶座椅3安装在导轨6上，导轨为并排两根，沿汽车行进方向，座椅两侧分别固定在两根导轨上，导轨固定连接在汽车的地板上。
后排座椅2安装在导轨5上，导轨为并排两根，沿汽车行进方向，座椅两侧分别固定在两根导轨上，导轨固定连接在汽车的地板上。
座椅在导轨上可以沿导轨在汽车行进的反向前后移动，导轨要足够长，这样座椅可以前后移动足够距离，保证足够空间容纳座椅拼接成床。
如图7所示，座椅自动拼接成床控制系统包括座椅位置调节电机、座椅位置传感器、座椅控制单元和人机交互HMI设备，座椅控制单元36内有存储区域37用来存储记忆座椅拼接成各种形态床时的座椅位置。人机交互设备35接收用户发出的座椅拼接成床命令，方式可以是但不限于中控触屏输入、按键输入、人机交互设备接收通过手机APP应用发出的命令。人机交互设备35再把该命令通过约定的通讯协议传递给座椅控制单元36，通讯协议可以是但不局限于CAN。
实施例1：
出厂时写入几种不同形态成床最佳座椅位置数据在座椅控制单元36的存储器37中，包括驾驶员座椅前后位置、驾驶员座椅前端上下位置、驾驶员座椅后端上下位置、驾驶员座椅靠背倾角位置、驾驶员座椅腰托位置、副驾驶座椅前后位置、副驾驶座椅前端上下位置、副驾驶座椅后端上下位置、副驾驶座椅靠背倾角位置、副驾驶座椅腰托位置、后排座椅腿托位置、后排座椅前后位置、后排座椅整体上下位置、后排座椅靠背倾角位置。保证座椅拼接成床后的空间舒适性和床的平整性。
图8为座椅自动拼接成床闭环控制原理示意图，用户通过人机交互设备HMI选择不同的一键成床模式并发送一键成床命令，座椅控制单元收到命令后，有序地计算和控制不同电机运转到设定值，设定值为存储在存储器37中的座椅位置，调整过程为闭环控制，座椅控制单元读取安装在每个电机上的霍尔传感器，比较测量的位置和设定位置，根据差值控制电机运转。
图9为详细的发动机控制单元控制流程图，本发明共列举了5种自动拼接成床模式，5种模式分别对应图12，13，14，15，16的成床效果.控制流程图中调节电机工作先后顺序可根据空间安排需要具体调整，对每个电机的控制步骤相同，所以图中仅有电机7控制步骤，其他电机控制步骤相同，篇幅所限做了省略。
图12，模式1(前排座椅靠背向后放平)的拼接方式，前排驾驶员座椅和副驾驶座椅的靠背向后排倾倒90度放平，后排座椅靠背向后备箱方向倾倒90度放平，共同拼接成床，拼接的床比较大，长达两米多，高个子成年人也可以舒服睡觉。
图13，模式2(仅前排座椅后背向后放平)的拼接方式，前排驾驶员座椅和副驾驶座椅的靠背向后排倾倒90度放平，后排座椅靠背不变，拼接的床较短，不到两米长，好处是后备箱如果有行李可以不用搬动。
图14，模式3(前排座椅靠背向前折叠)的拼接方式，前排驾驶员座椅和副驾驶座椅的靠背向前(汽车行驶方向)90度折叠放平，后排座椅靠背向后备箱方向倾倒90度放平，共同拼接成床，拼接的床较短，主要利用前排座椅，平整度稍差，适合短时间休憩，好处是后备箱如果有行李可以不用搬动。
图15，模式4的拼接方式，在图13模式2的基础上，后排座椅如果安装了腿托，可以把腿托抬起90度与前排座椅共同拼接成床，在模式2的基础上，利用腿托加长了床，相对更舒服一些。
图16，模式5的拼接方式，在图14模式3的基础上，后排座椅如果安装了腿托，可以把腿托抬起90度与前排座椅共同拼接成床，在模式3的基础上，利用腿托加长了床，相对更舒服一些。
为节约成本，可以选择性不安装驾驶员座椅腰托调节电机和位置传感器。
为节约成本，可以选择性不安装副驾驶座椅腰托调节电机和位置传感器。
为节约成本，可以用整体座椅上下调节电机和位置传感器替代驾驶员座椅的前端及后端上下调节电机和位置传感器。
为节约成本，可以用整体座椅上下调节电机和位置传感器替代副驾驶座椅的前端及后端上下调节电机和位置传感器。
为节约成本，可以选择后排座椅不安装腿托。
座椅控制单元控制流程可根据实际配置增减流程中的电机控制，收到自动拼接成床命令，按照一定次序驱动调节电机，由座椅状态变为床的状态。
实施例2：
图10为用户如有个性化需求，可通过人机交互设备HMI单独驱动每个座椅位置调节电机，达到自己喜欢的舒适位置后，通过HMI发出命令存储当前座椅位置为某种模式床状态。设置成功后，在以后在座椅状态下，参照图8和图9工作流程，收到自动拼接成床命令，按照一定次序驱动调节电机，自动拼接座椅成自己喜欢的床，比如半躺状态的床。
图11为用户个性化设置一键自动拼接成床的控制流程图，图中仅有电机7控制步骤，其他电机控制步骤相同，篇幅所限做了省略。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，比如，前排司机座椅头枕和副驾驶座椅头枕可以手动去除或自动折叠，以便和后排座位拼成平展的床，或后排座椅头枕设计为枕头形状，不同的成床模式等等。本发明将以权利要求说明书界定的范围作为本发明的保护范围。
