具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本发明提供了一种汽车座椅多级充气系统，包括：气袋、多个气泵及多个执行机构。

气袋设置在汽车座椅中，通过填充或排出气体改变座椅轮廓；多个气泵分别通过气管与所述气袋连通；多个执行机构与所述多个气泵一一对应设置，并且所述多个执行机构能够通过打开或关闭所述(与气泵连通的)气管的进气口，接通或关闭进入气管的外部气流。

如图1-2所示，所述多个执行机构安装在基座100上。所述执行机构包括：

定滑轮110，其通过定滑轮安装支座111固定安装在基座100上；驱动机体120，其固定安装在基座100上，驱动机体120为圆柱状，并与定滑轮110间隔设置；旋转阀芯130，其一端通过柔性铰链150连接在驱动机体120的外圆周上，另一端延伸至其对应的气管210的进气口处；记忆合金丝140，其一端固定连接在基座100上，另一端螺旋缠绕驱动机体120后，绕过定滑轮110，并且固定连接在旋转阀芯130上。

在本实施例中，基座100上固定设置有合金丝固定座101，记忆合金丝140的一端固定连接在合金丝固定座101上。

其中，记忆合金丝140的两端分别连接电源及开关(图中未示出)；通过对所述记忆合金丝通断电，改变所述记忆合金丝140的长度，能够带动旋转阀芯140转动，使旋转阀芯130封闭(封堵住)或打开(离开)气管210的进气口。

记忆合金丝的材料140优选镍钛基形状记忆材料，当然也包含其他可以通过温度控制其形状改变的材料，如Au-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-A1、Cu-Zn-Sn、Ni-Ti-Pd等。

柔性铰链采用直圆形单轴柔性铰链结构设计，受力旋转角大小为：

其中，θ为柔性铰链受力旋转角(相当于旋转阀芯130的旋转角)，M为柔性铰链结构所受力矩，H为直圆形单轴柔性铰链圆弧部分半径，E为柔性铰链所用材料的弹性模量，T为柔性铰链的宽度，t为柔性铰链最薄处的厚度，μ为在极坐标系下的直圆形单轴柔性铰链圆弧部分的角度微分单元。

所述的汽车座椅多级充气系统，还包括：弹簧支座102，其固定安装在基座100上；以及多个弹簧160，其与旋转阀芯130一一对应设置；弹簧160的一端连接在弹簧支座102上，另一端连接在旋转阀芯130的另一端上。其中，气管210的进气口外侧集成有支撑块211；当旋转阀芯130封闭气管210的进气口时，旋转阀芯130的下侧面抵靠在支撑块211上。通过设置弹簧160能够将旋转阀芯130压紧在支撑块211上，提高密封性。同时，在充气过程结束后，记忆合金丝140断电增长后，通过弹簧160的回复力作用，能够使旋转阀芯130快速回到气管210的进气口，将进气口封闭。

在本实施例中，为减小执行机构占用的空间，多个驱动机体120同轴设置，多个定滑轮110同轴设置；并且驱动机体120的轴线和定滑轮110的轴线分别垂直于基座100。多个旋转阀芯140分别沿垂直于基座100的方向阵列。

在本实施例中，所述气泵和所述执行机构分别为3个。

在另一种实施例中，所述的汽车座椅多级充气系统，还包括：指令感知模块，其用于获取座椅使用者的充气指令和气袋当前压力信息，并将获取的信息进行输出；充气时间计算模块，其用于接收状态信息并分类判断得到充气时间，充气系统开始接入工作时，根据气袋当前压力和目标压力的差值，考虑接入单个充气执行单元时，气袋当前压力达到目标压力的时间，得到初始充气时间。之后根据等级判断单元判断需要接入系统的充气执行单元数量，在充气过程中随着气袋压力的增加，充气时间计算模块继续考虑当前接入单个执行单元时，达到目标压力的时间，根据重新计算得到的时间动态调整接入充气通路中充气执行单元的数量；等级判断单元，用以判断充气时间等级，动态调节接入系统的充气执行机构和气泵的数量。

还包括放气系统，其用于在对气袋进行放气。

本发明还提供了汽车座椅多级充气系统的控制方法，使用所述的汽车座椅多级充气系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤一、根据气袋当前压力和目标压气判断是否对气袋进行充气；

其中，当P<0.9Po时，对所述气袋进行充气；

P表示气袋当前压力，Po表示目标压力；

步骤二、当判断气袋需要充气时，确定充气时间；

步骤三、根据所述充气时间，判断开启气泵及执行机构的数量。

在所述步骤三中，通过对记忆合金丝通电使所述记忆合金丝受热收缩，开启所述执行机构；

其中，所述记忆合金丝收缩致动的长度为：L＝L₁+L₂；

当α_lim1≤α_g时，

当α_lim1＞α_g时，

s₁＝E_a/E_ma，sm＝E_mb/E_ma，Z＝σ_g/σ_o；

L₂＝L_free[ε_M(σ₀)-ε_A(σ₁)]；

α_g＝min{[(-lnz)/f]<z＜1>，α_A}；

式中，α_lim1与α_lim2为通电时合金丝微观上力平衡处的角度位置，f为合金丝与驱动机体间的滑动摩擦系数，α为合金丝在驱动机体上的微分单元，s₂为无量纲参数；E_a为合金丝奥氏体状态下的弹性模量，E_ma为合金丝马氏体状态下第一阶段的弹性模量，E_mb为合金丝马氏体状态下第二阶段的弹性模量；σ_g为马氏体第一阶段与第二阶段交接时的合金丝中的应力，σ_o为在通电前柔性铰链上部直线形状记忆合金丝中的初始应力，R为驱动机体的半径，<0≤α_g>为布尔运算符；单个执行机构中的合金丝分为缠绕在圆柱体上的缠绕丝和除了缠绕丝部分的直线丝，L_free为马氏体状态下直线丝长度，ε_M(σ₀)为在初始应力σ₀作用下记忆合金丝的应变率，ε_A(σ₁)为在通电后丝中奥氏体状态下的应力σ₁作用下的应变率。α_g定义为超过马氏体弹性阈值之前时的丝角度，α_g小于绕驱动机体的丝的总缠绕角α_A；n为在驱动机体上缠绕丝的圈数，定义n＝2或n＝3；R_r为记忆合金丝和旋转阀芯连接处到柔性铰链结构最薄处的距离；θ为旋转阀芯旋转角度，定义θ超过15度以上，单个充气执行机构打开；L_t为单个执行机构中马氏体状态下(室温时)的合金丝总长度。当根据实际情况确定θ的取值后，即可将θ值带入公式，确定L_t的值，即确定选择的记忆合金丝的长度，以保证执行机构能够正常开启。

作为进一步的优选，当气袋压力达到目标压力的0.9～1.1倍时，停止对气袋进行充气。

下面结合具体实施例，对本发明提供的控制方法作进一步说明。

实施例

如图3-5所示，在本实施例中，所述气泵和所述执行机构的数量分别为3个。具体控制方法如下：

比较当前气压力P和目标压力Po，判断当前气袋压力P是否在目标压力Po的0.9-1.1倍之间，若在此范围内，则不打开气泵及执行机构，若不在此范围内，则打开气泵及执行机构。

a.若当前气袋压力P<0.9Po，充气时间计算模块中的充气工况归类单元将当前气袋压力分类，通过充气工况时间计算单元计算充气到达气袋目标压力的时间T。

若T≤1s，则在考虑系统延时基础上，接通1个充气执行机构及1个气泵；当接通1个充气执行机构时，执行机构简化为如图4所示的机构；气袋当前压力P更新后将P传递至气袋当前压力P建立单元，实现循环直到当前气袋压力P达到目标压力Po的0.9-1.1倍之间，气泵和执行机构关闭；

若1s<T≤2s，则在考虑系统延时基础上，接通2个充气执行机构和2个气泵，充气速度加快；当接通2个充气执行机构时，执行机构简化为如图5所示的机构；气袋当前压力P更新后再判断下一个循环的T是否在1s<T<2s间，若在，2个充气执行机构继续工作，若不在，则接通1个充气执行机构工作，实现循环直到当前气袋压力P达到目标压力Po的0.9-1.1倍之间，气泵和新型形状记忆合金阀门关闭；

若T>2s，则在考虑系统延时基础上，接通3个充气执行机构及3个气泵，充气速度进一步加快，气袋当前压力P更新后再判断下一个循环的T是否在T>2s间，若在，3个充气执行机构继续工作，若不在，则判断此时T的区间。若T≤1s，则接通1个充气执行工作单元，使气袋当前压力P更新后将P传递至气袋当前压力P建立单元，实现循环直到当前气袋压力P达到目标压力Po的0.9-1.1倍之间，气泵和新型形状记忆合金阀门关闭，系统退出工作；若1s<T≤2s，则接通2个充气执行机构，气袋当前压力P更新后在判断下一个循环的T是否在1s<T<2s间，若在，二级充气执行机构继续工作，若不在，则接通1个充气执行机构工作，实现循环直到当前气袋压力P达到目标压力Po的0.9-1.1倍之间，气泵和新型形状记忆合金阀门关闭。

b.若当前气袋压力P>1.1Po，放气系统工作，在考虑系统延时基础上，接通放气执行机构，气袋压力更新至目标压力Po的0.9-1.1倍之间时，放气系统退出工作。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。