本发明通常涉及车辆座椅和方向盘位置的调节 ，特别涉及一种用 于自动调节驾驶坐姿的装置和方法。 背景技术

现代轿车的座椅多是电动可调的，又称电动座 椅。人们对轿车舒 适性的评价多是通过座椅感受的，所以轿车上 配备的电动座椅必须要 满足便利性和舒适性两大要求，即驾驶者通过 操纵键，不仅能使驾驶 者获得最好的视野， 便于操纵方向盘、 踏板、 变速杆等， 还可以将座 椅调整到最佳的位置上，获得最舒适和最习惯 的乘坐角度。为了满足 这些要求，汽车厂家不断采用机械和电子技术 手段，制造出可调整的 电动座椅。

座椅的调整需要考虑多重因素，例如身高、重 量和方向盘位置等, 但是对于普通用户来说，如何将座椅调整到最 适合自己的位置并不是 一件容易的事情。此外，座椅的调整还必须考 虑到与方向盘位置的匹 配，这进一步增加了座椅调节的难度。此外， 座椅位置的改变将导致 气囊与驾驶者头部的距离也发生变化，从而有 可能带来安全隐患，该 问题长期以来一直未被业界认识到。 发明内容

本发明的目的是提供一种自动调节驾驶坐姿的 方法，其具有提高 驾驶舒适性和安全性等优点。

按照本发明一个方面的自动调节驾驶坐姿的方 法包括下列步骤： 确定与用户对应的人体工程学参数； 根据所述人体工程学参数计算座椅位置参数；

根据所述座椅位置参数调整座椅位置；

根据所述人体工程学参数计算方向盘位置参数 ； 以及

根据所述方向盘位置参数调整方向盘位置。

优选地，在上述方法中，按照下列方式确定与 用户对应的人体工 程学参数：

接收与用户相关联的个体参数，所述个体参数 包括下列中的一项 或多项： 性别、 身高、 体重和年龄； 以及

在存储器中搜索与所述个体参数相对应的标准 人体模型的人体 工程学参数集合。

优选地，在上述方法中，将标准人体模型的脚 踵在车辆地板上的 位置作为基准点，将车辆地板作为基准平面， 所述座椅位置参数包括 所述基准点到标准人体模型的躯体与大腿连接 点的水平距离、标准人 体模型的躯体与大腿连接点相对于所述基准平 面的高度和标准人体 模型的头部相对于所述基准平面的高度。

优选地，在上述方法中，按照下列方式计算所 述基准点到标准人 体模型的躯体与大腿连接点的水平距离 s _hed 、标准人体模型的躯体与 大腿连接点相对于所述基准平面的高度 H _H 和标准人体模型的头部相 对于所述基准平面的高度 H _head :

S _hee 尸 L _Tibia * sin (θ ₅ +θ ₇ -90°) + L _UL * COS0 ₇

[H _eye - H _shoulder + (H _shoulder - H _pelvis )*COS0i + H _H - H _dashboard ]/ S _dashboard

¾ead= (H _s houlder ^_ H _pelvis ) * COsGi + H _H +H - H _shoulder 这里 L _Tlbia 为标准人体模型的膝盖到脚踵的长度， L _UL 为标准人体模型 的大腿的长度， H _eye 为标准人体模型的眼睛到脚踵的高度， H _sh 。 _ulto 为 标准人体模型的肩部到脚踵的高度， H _pdvls 为标准人体模型的骨盆到 脚踵的高度， H为标准人体模型的身高， 0i为标准人体模型的后背与 垂线之间的夹角， θ ₅ 为标准人体模型的大腿与小腿之间的夹角 ， θ ₇ 为标准人体模型的大腿与水平线之间的夹角， θ ₉ 为标准人体模型的下 视线与水平线之间的夹角。

优选地，在上述方法中，所述方向盘位置参数 包括方向盘中心到 标准人体模型的躯体与大腿连接点的水平距离 和方向盘中心相对于 所述基准平面的高度。

优选地，在上述方法中，按照下列方式计算方 向盘中心到标准人 体模型的躯体与大腿连接点的水平距离 S _stee r和方向盘中心相对于所 述基准平面的高度 H _stee r :

S _s teer= L _UA * sin0 ₂ + L _LA * Sin (θ ₃ _θ ₂ ) - S _head

Shead= (H _s houlder " H _pelv i _s ) * SinGi

Hsteer = (H _{s ou} lder - H _pelvis ) * COs6i - L _UA * COS0 ₂ + L _LA * Sin (Θ3 -Θ2) + H _H 这里 H _sh 。 _ukto 为标准人体模型的肩部到脚踵的高度， H _pdvls 为标准人体 模型的骨盆到脚踵的高度， L _UA 为标准人体模型的上臂的长度， LL _A 为标准人体模型的下臂的长度， θ!为标准人体模型的背部与垂线之间 的夹角， θ ₂ 为标准人体模型的上臂与垂线之间的夹角 ， θ ₃ 为标准人体 模型的上臂与下臂之间的夹角。

优选地， 在上述方法中， 还包括下列步骤：

按照下列方式计算标准人体模型的鼻尖到方向 盘中心的直线距

D no se2 steer '

向气囊控制单元输出计算的标准人体模型的鼻 尖到方向盘中心

1^1^¾巨1¾ D _n0se 2 _S teer ^o

优选地，在上述方法中，所述气囊控制单元按 照下列方式确定气 ϊ占、、火时H j间 | TTF passenger ·'

TTF passenger -TTFso+a* (D _nose 2 _S teer- D _nose 2 _S teer standard) 这里 TTF _5Q 为安全规范下，当标准人体模型的鼻尖到 方向盘中心的直 D _nose 2steer standard时所需的气囊点火时间， a为与车辆速度相关 的、 由实验确定的常数。

本发明的还有一个目的是提供一种用于自动调 节驾驶坐姿的装 置， 其具有提高驾驶舒适性和安全性等优点。

按照本发明一个方面的用于自动调节驾驶坐姿 的装置包括： 电动机；

执行机构， 其配置为调节座椅和方向盘的位置；

与所述电动机和执行机构耦合的传动机构，被 配置为将所述电动 机的动力传递至所述执行机构；

与所述电动机耦合的控制单元， 其配置为：

确定与用户对应的人体工程学参数；

根据所述人体工程学参数计算座椅位置参数；

通过控制所述电动机来根据所述座椅位置参数 调整座椅位置； 根据所述人体工程学参数计算方向盘位置参数 ； 以及

通过控制所述电动机来根据所述方向盘位置参 数调整方向盘位 置。 附图说明

本发明的上述和 /或其它方面和优点将通过以下结合附图的各� � 方面的描述变得更加淸晰和更容易理解，附图 中相同或相似的单元采 用相同的标号表示。 附图包括：

图 1 为按照本发明一个实施例的用于自动调节驾驶 坐姿的装置 的示意框图。

图 2为处于驾驶状态的标准人体模型的示意图。

图 3 为按照本发明另一个实施例的自动调节驾驶坐 姿的方法的 流程图。 具体雄方式 下面参照其中图示了本发明示意性实施例的附 图更为全面地说 明本发明。但本发明可以按不同形式来实现， 而不应解读为仅限于本 文给出的各实施例。 给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完 整， 以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领 域技术人员。

在本说明书中， 诸如 "包含"和 "包括"之类的用语表示除了具 有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述 的单元和步骤以外，本 发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确 表述的其它单元和步 骤的情形。

图 1 为按照本发明一个实施例的用于自动调节驾驶 坐姿的装置 的示意框图。 图 1所示的系统 10包括电动机 110、传动机构 120、执 行机构 130和控制单元 140。传动机构 120与电动机 110耦合， 其将 电动机的动力传递至执行机构 130 (例如座椅调节装置和方向盘调节 装置） 。 控制单元 140与电动机 110耦合以控制后者的运行。

如图 1所示， 控制单元 140包括输入模块 141、 控制器 142、 存 储器 143和输出模块 144 , 其中， 控制器 142与输入模块 141、 存储 器 143和输出模块 144耦合。 以下描述控制单元的工作原理。

输入模块 141可接收用户输入或外部设备（例如移动终端 ）发送 的用户数据，例如与用户相关联的个体参数。 个体参数可包括下列中 的一项或多项： 性别、身高和年龄。存储器 143存储有人体工程学参 数集合， 例如 GB 10000-1988 中国成年人人体尺寸。 上述参数集合 可以按照用户的类别保存。表 1示例性地示出了身高为 1780mm的中 国男性的标准人体模型的人体工程学参数子集 。

1 ^Tibia 膝盖到脚踵的长度 481mm

Hpelvis 骨盆到脚踵的高度 856mm

H shoulder 肩膀到脚踵的高度 1455mm

H _e y _e 眼睛到脚踵的高度 1664mm 控制器 142访问存储器 143 ,搜索与用户数据对应的人体工程学 参数。控制器 142可根据搜索到的人体工程学参数计算座椅位 置参数 和方向盘位置参数。

图 2为处于驾驶状态的标准人体模型的示意图，� �有助于理解下 面将要描述的座椅位置参数和方向盘位置参数 的含义，图中各个标号 的意义如下表 2所述。

2

No. 标号 含义 备注

1 Θ, 标准人体模型的后背与垂线之间的夹角 14° <0!<16° ,缺省值 15°

2

θ ₂ 标准人体模型的上臂与垂线之间的夹角 15° <θ ₂ <35 ° ,缺省值 25°

3

θ ₃ 标准人体模型的上臂与下臂之间的夹角 110° <θ ₃ <130° ,缺省值 120°

4

θ ₄ 标准人体模型的躯体与上臂之间的夹角 90° <θ ₄ <1 15° ,缺省值 100°

5

θ ₅ 标准人体模型的大腿与小腿之间的夹角 100° <θ ₅ <120° ,缺省值 110°

6

θ ₆ 标准人体模型的小腿与脚之间的夹角 85° <θ ₆ <95 ° ,缺省值 90°

7

θ _ν 标准人体模型的大腿与水平线之间的夹角 4" <θ ₇ <8" ,缺省值 6°

8

θ ₈ 方向盘杆体与水平线之间的夹角 车型确定的常数

9

θ ₉ 标准人体模型的下视线与水平线之间的夹 θ ₉ > 15 缺省值 20° 角

10 ¾ 标准人体模型的躯体与大腿的连接点 （H- 座椅位置参数

点） 相对丁车辆地板 （基准平面） 的高度

11 Η dashboard 车辆仪表盘顶部相对于基准平面的高度 车型确定的常数

12 Η steer 方向盘中心相对于基准平面的高度 方向盘位置参数

13 Hhead 标准人体模型的头部相对于基准平面的高 座椅位置参数

度

14 Sheel 标准人体模型的脚踵与 H-点之间的水平距 座椅位置参数

离

15 Shead 标准人体模型的头部与 H-点之间的水平距

离

16 S steer 方向盘中心与 H-点之间的水平距离 方向盘位置参数

17 p brake 标准人体模型的脚踵在车辆地板上的位置 车型确定的常数

(基准点 P)

18 D _nose 2 _S teer 标准人体模型的鼻尖到方向盘中心的距离 用于修正气囊点燃时间 在本实施例中，座椅位置参数包括基准点 P到标准人体模型的躯 体与大腿连接点（H-点） 的水平距离 S _steer 、 H-点相对于基准平面的高 度 H _H 和标准人体模型的头部相对于基准平面的 高度 H _head 。

优选地， 控制器 142根据下式计算这些座椅位置参数： L _Tlbia * sin (θ ₅ + θ ₇ -90°) + L _UL * COS0 ₇ ( 1 ) _shou i _der + (H _shou i _der - H _pe i _vis )*COS0i + HH - H _dashboard ]/ Sd _as hboard (2)

¾ead= (H _s houlder ^_ H _pelvis ) * COsGi + H _H +H - H _shoulder (3) 上式 （1 ) - (3) 中的各项的含义与表 1和表 2所述相同， 即， L _Tlbia 为标准人体模型的膝盖到脚踵的长度， 为标准人体模型的大腿的 长度， ¾ _ye 为标准人体模型的眼睛到脚踵的高度， H _sh 。 _ulto 为标准人体 模型的肩部到脚踵的高度， H _pdvls 为标准人体模型的骨盆到脚踵的高 度， H为标准人体模型的身高， 0i为标准人体模型的后背与垂线之间 的夹角， 0 ₅ 为标准人体模型的大腿与小腿之间的夹角 ， θ ₇ 为标准人体 模型的大腿与水平线之间的夹角， θ ₉ 为标准人体模型的下视线与水平 线之间的夹角。

控制器 142 将根据上述座椅位置参数生成电动机驱动命令 并经 输出模块 144向电动机 110输出该驱动命令，由此控制器 142通过控 制电动机 110使座椅调整到所需的位置。在本实施例中， 控制器 142 可根据人体工程学参数计算方向盘位置参数。 方向盘位置参数例如包 括方向盘中心到 Η-点的水平距离 S _stee r和方向盘中心相对于基准平面 的 1¾度 H

优选地， 控制器 142根据下式计算这些方向盘位置参数：

S _st eer= L _UA * sin0 ₂ + L _LA * sin (θ ₃ -θ ₂ ) - S _head ( 4 ) (H _s houlder - H _pelvis ) * SinGi ( 5 )

H _s teer = (H _{s ou} lder - H _pelvis ) * COsGi - L _UA * COS0 ₂ + L _LA * Sin (Θ3 -Θ2) + H _H

在上式（4) - ( 6)中的各项的含义与表 1和表 2所述相同，即， H _shoulder 为标准人体模型的肩部到脚踵的高度， H _pdvls 为标准人体模型的骨盆 到脚踵的高度， L _UA 为标准人体模型的上臂的长度， LL _A 为标准人体 模型的下臂的长度， 0 ₁ 为标准人体模型的背部与垂线之间的夹角 ， θ ₂ 为标准人体模型的上臂与垂线之间的夹角， 0 ₃ 为标准人体模型的上臂 与下臂之间的夹角。

控制器 142 将根据上述方向盘位置参数生成电动机驱动命 令并 经输出模块 144向电动机 1 10输出相应的驱动命令，由此通过控制电 动机 1 10使方向盘调整到所需的位置。

在本实施例中，控制器 142还配置为根据人体工程学参数计算标 准人体模型的鼻尖到方向盘中心的直线距离 D _{n se2stee} r并且经输出模块 144将计算结果输出至气囊控制单元。优选地， 该参数可利用下式计

示例性地， 气囊控制单元可按照下列方式， 根据上述直线距 i D _2steer 修正囊点火时间 TTF _r passenger ·

TTF passenger TTFso+a* (D _NOSE 2 _S teer- D _NOSE 2 _S teer standard) 这里 TTF _5Q 为安全规范下，当标准人体模型的鼻尖到 方向盘中心的直 ^¾巨 |¾ ^J D _NOSE 2 _S teer standard时所需的气囊点火时间， a为与车辆速度相关 图 3 为按照本发明另一个实施例的自动调节驾驶坐 姿的方法的 流程图。为阐述方便起见，采用上面借助图 1所示的用于自动调节驾 驶坐姿的装置来实现本实施例的方法，但是需 要指出的是，本实施例 的方法并不依赖于特定结构的装置。

如图 3所示， 在步骤 S311 , 输入模块 141接收与用户相关联的 个体参数，如上所述，这些个体参数包括下列 中的一项或多项：性别、 身高、体重和年龄。随后进入步骤 S312 ,控制器 142访问存储器 143 以搜索与用户数据对应的人体工程学参数，这 些人体工程学参数例如 可采用表 1所示的形式。

接着进入步骤 S313 , 控制器 142根据搜索到的人体工程学参数 计算座椅位置参数。座椅位置参数例如包括基 准点 P到标准人体模型 的躯体与大腿连接点（H-点） 的水平距离 S _steer 、 H-点相对于基准平面 的高度 H _H 和标准人体模型的头部相对于基准平面的 高度 H _head 。如上 所述， 控制器 142可根据上式 （1 ) - (3) 计算这些座椅位置参数。

随后在步骤 S314 , 控制器 143根据上述座椅位置参数生成电动 机驱动命令并经输出模块 144向电动机 110输出该驱动命令，由此使 座椅调整到所需的位置。

随后进入步骤 S315 , 控制器 142根据人体工程学参数计算方向 盘位置参数。 方向盘位置参数例如包括方向盘中心到 H-点的水平距 离 S _stee r和方向盘中心相对于基准平面的卨度 H _stee r。 如上所述， 控制 器 142可根据上式 （4) - (6) 计算这些方向盘位置参数。

接着在步骤 S316 , 控制器 142根据上述方向盘位置参数生成电 动机驱动命令并经输出模块 144向电动机 110输出该驱动命令，由此 使方向盘调整到所需的位置。

最后进入步骤 S317 , 控制器 142依照上式 （7) 计算标准人体模 型的鼻尖到方向盘中心的直线距离 D _n 。 _se2stee r并且经输出模块 144将计 算结果输出至气囊控制单元。 提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地 说明按照本技术及 其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技 术人员能够实施和使用 本发明。但是，本领域的技术人员将会知道， 仅为了便于说明和举例 而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意 在涵盖本发明的各个方 面或者将本发明局限于所公开的精确形式。

鉴于以上所述， 本公开的范围通过以下权利要求书来确定。