CN108128218A - 座椅调节开关及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种座椅调节开关，包括碰撞控制器，碰撞控制器的输出连接到座椅调节电机，碰撞控制器的输入连接到安全气囊控制单元，碰撞控制器接收安全气囊控制单元发出的PWM信号，碰撞控制器根据PWM信号和整车点火状态产生操作信号，操作信号切断或者接通座椅调节电机的供电电路。本发明还揭示了一种座椅调节开关的控制方法，检测安全气囊控制单元发出的PWM信号和整车点火状态，根据所述PWM信号和整车点火状态产生操作信号，操作信号切断或者接通座椅调节电机的供电电路。本发明的座椅调节开关及其控制方法能够在车辆发生碰撞时自动切断座椅调节开关的供电，防止座椅的动作对乘员造成二次伤害，提高了车辆的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件领域，更具体地说，涉及汽车安全辅助配件。
背景技术
随着汽车市场的不断扩大和汽车制造水平的不断提升，人们对舒适性配置需求的不断增加，电动座椅已经越来越多地得到应用。电动座椅可以由电机驱动调节座椅的位置和靠背的角度，免去了手工调节的麻烦。并且电动座椅具备记忆功能，可以自动调节至几个被设定的位置，具备较好的使用体验。
但电动座椅在发生碰撞时可能对乘员造成二次伤害。在碰撞试验的过程中发现，由于电动座椅的开关直接与整车供电相连接，在发生碰撞的情况下开关仍然保持供电，此时如果内饰件挤压到开关，会使得开关发生误操作，造成座椅靠背和位置都发生变化，有可能挤压到试验假人。这种情况如果发生在实际的情况中，就会造成对乘员的二次伤害。
目前的电动座椅的调节开关中均不包括对碰撞情况的识别，因此在出现碰撞时无法对电动座椅的动作进行控制，使得上述的情况完全有可能发生，乘员存在潜在的威胁。
发明内容
本发明提出一种能够在发生碰撞时及时切断座椅调节开关供电的技术。
根据本发明的一实施例，提出一种座椅调节开关，包括碰撞控制器，碰撞控制器的输出连接到座椅调节电机，碰撞控制器的输入连接到安全气囊控制单元，碰撞控制器接收安全气囊控制单元发出的PWM信号，碰撞控制器根据PWM信号和整车点火状态产生操作信号，操作信号切断或者接通座椅调节电机的供电电路。
在一个实施例中，PWM信号指示无碰撞产生，碰撞控制器在整车处于点火状态或者整车处于熄火状态下均接通座椅调节电机的供电电路。整车保持点火状态且PWM信号指示产生碰撞，碰撞控制器切断座椅调节电机的供电电路。整车由点火状态转至熄火状态且PWM信号指示产生碰撞，碰撞控制器切断座椅调节电机的供电电路。
在一个实施例中，整车由熄火状态点火进入点火状态，碰撞控制器接通座椅调节电机的供电电路。
在一个实施例中，碰撞控制器通过低压差线性稳压器(LDO)接入供电电源。
在一个实施例中，碰撞控制器通过采样电路接收安全气囊控制单元发出的PWM信号，采样电路基于PWM信号产生指示碰撞情况的信号。
根据本发明的一实施例，提出一种座椅调节开关的控制方法，检测安全气囊控制单元发出的PWM信号和整车点火状态，根据PWM信号和整车点火状态产生操作信号，操作信号切断或者接通座椅调节电机的供电电路。
在一个实施例中，PWM信号指示无碰撞产生，在整车处于点火状态或者整车处于熄火状态下均接通座椅调节电机的供电电路。整车保持点火状态且PWM信号指示产生碰撞，切断座椅调节电机的供电电路。整车由点火状态转至熄火状态且PWM信号指示产生碰撞，切断座椅调节电机的供电电路。
在一个实施例中，整车由熄火状态点火进入点火状态，接通座椅调节电机的供电电路。
在一个实施例中，使用一碰撞控制器，碰撞控制器连接到安全气囊控制单元和座椅调节电机，碰撞控制器根据所述PWM信号和整车点火状态产生操作信号以切断或者接通座椅调节电机的供电电路。
在一个实施例中，碰撞控制器通过低压差线性稳压器(LDO)接入供电电源，碰撞控制器通过采样电路接收安全气囊控制单元发出的PWM信号，采样电路基于PWM信号产生指示碰撞情况的信号。
本发明的座椅调节开关及其控制方法能够在车辆发生碰撞时自动切断座椅调节开关的供电，防止座椅的动作对乘员造成二次伤害，提高了车辆的安全性。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关的电路原理图。
图2揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中安全气囊控制单元发出的PWM信号的波形图。
图3揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关的控制方法的控制流程。
图4揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中供电电路的一种实现电路示意图。
图5揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中采样电路的一种实现电路示意图。
图6揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中继电器及微动开关电路的一种实现电路示意图。
图7揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中电压检测电路的一种实现电路示意图。
图8揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中碰撞分析电路的一种实现电路示意图。
具体实施方式
参考图1所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关的电路原理图。该座椅调节开关的电路中，包括了如下的部件：碰撞控制器102、低压差线性稳压器(LDO)104、采样电路106、继电器及微动开关电路108、第一电机开关110和第二电机开关112。
在图示的实施例中，第一电机开关110用于座椅的上下调节，第一电机开关110被示为具有四个接口：第一接地端110a、第一供电端110b、向上输出端110c和向下输出端110d。在正常工作时，第一电机开关110的第一接地端110a和第一供电端110b形成供电回路且持续接通。向上输出端110c或者向下输出端110d根据座椅调节开关的操作指令被接通。当发出向上调节的指令时，向上输出端110c被接通，电机工作将座椅向上调节。当发出向下调节的指令时，向下输出端110d被接通，电机工作将座椅向下调节。不需要进行上下调节时，向上输出端110c和向下输出端110d均不被接通，电机不工作。第二电机开关112用于座椅的前后调节，第二电机开关112也被示为具有四个接口：第二接地端112a、第二供电端112b、向前输出端112c和向后输出端112d。在正常工作时，第二电机开关112的第二接地端112a和第二供电端112b形成供电回路且持续接通。向前输出端112c或者向后输出端112d根据座椅调节开关的操作指令被接通。当发出向前调节的指令时，向前输出端112c被接通，电机工作将座椅向前调节。当发出向后调节的指令时，向后输出端112d被接通，电机工作将座椅向后调节。不需要进行前后调节时，向前输出端112c和向后输出端112d均不被接通，电机不工作。在图示的实施例中，第一电机开关110和第二电机开关112使得座椅可以进行上下和前后的调节，实现了所谓的座椅四向电动调节功能。在其他的实施例中，有些车型配置的电动座椅可以实现六向或者八向的电动调节功能，可以通过增加更多的电机开关来实现，不同的电机开关用于实现不同方向的调节控制。对于增加电机开关而言，本领域的技术人员能够在本发明所揭示的技术方案的基础上继续根据需要增加合适数量的电机开关，此处不再详细描述。
继续参考图1所示，碰撞控制器102的输出连接到座椅调节电机，具体而言，碰撞控制器102的输出是连接到第一电机开关110和第二电机开关112，通过第一电机开关110和第二电机开关112连接到座椅调节电机(座椅调节电机未在图中示出)。碰撞控制器102的输入连接到安全气囊控制单元，碰撞控制器102接收安全气囊控制单元发出的PWM信号。在图示的实施例中，碰撞控制器102通过采样电路106接收安全气囊控制单元发出的PWM信号。采样电路106基于PWM信号产生指示碰撞情况的信号。碰撞控制器102通过低压差线性稳压器(LDO)104接入供电电源。碰撞控制器102根据PWM信号和整车点火状态产生操作信号，该操作信号切断或者接通座椅调节电机的供电电路。具体而言，碰撞控制器102依据操作信号切断或者接通各个电机开关的供电，如果各个电机开关的供电被切断，则调节电机的供电电路也被切断。
图2揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中安全气囊控制单元发出的PWM信号的波形图。安全气囊控制单元发出的PWM信号是碰撞控制器进行操作的主要依据。如图2所示，安全气囊控制单元发出的PWM信号由高电平和低电平组成，通过高电平和低电平的不同的持续时间的组合，形成四种形态。如图2所示，一个PWM信号的整体持续时间为T，其中高电平的持续时间为T1，低电平的持续时间为T2，T1+T2＝T。PWM信号的四种形态分别为：
A形态：高电平T1持续时间占据总时长T的大部分，低电平T2的持续时间较短。A形态对应的情况为无碰撞。
B形态：高电平T1持续时间比A形态缩短，低电平T2的持续时间比A形态增加。B形态对应的情况为碰撞等级3。
C形态：高电平T1持续时间比B形态缩短，低电平T2的持续时间比B形态增加。C形态对应的情况为碰撞等级2。
D形态：高电平T1持续时间比C形态缩短，低电平T2的持续时间比C形态增加，T2占据总时长T的大部分。D形态对应的情况为碰撞等级1。
碰撞等级越高，代表碰撞较严重，相应的表现是PWM信号中高电平的持续时间T1越短，低电平的持续时间T2越长。
对于本发明而言，三种碰撞等级均视为产生碰撞，因此对于PWM信号的临界判断主要由A形态和B形态的对比产生。基本的判断原理是监测高电平的持续时间，在A形态和B形态的高电平持续时间T1之间设置判断阈值(在图2中用虚线表示)，如果高电平持续时间长于阈值，则认为处于A形态，无碰撞产生。如果高点平持续时间短于阈值，则认为处于B、C、D状态，有碰撞产生。
基于上述的PWM信号的判断原则，结合整车的点火状态，本发明的碰撞控制器的控制逻辑如下：
PWM信号指示无碰撞产生，碰撞控制器在整车处于点火状态或者整车处于熄火状态下均接通座椅调节电机的供电电路。
整车保持点火状态且PWM信号指示产生碰撞，碰撞控制器切断座椅调节电机的供电电路。
整车由点火状态转至熄火状态且PWM信号指示产生碰撞，可能是由于碰撞过程导致车辆熄火，碰撞控制器切断座椅调节电机的供电电路。
在碰撞控制器切断座椅调节电机的供电电路后，如果整车经历了由熄火状态经过点火进入点火状态的过程，则碰撞控制器重新接通座椅调节电机的供电电路。
图3揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关的控制方法的控制流程。结合前述的座椅调节开关，本发明还提出一种座椅调节开关的控制方法，检测安全气囊控制单元发出的PWM信号和整车点火状态，根据PWM信号和整车点火状态产生操作信号，操作信号切断或者接通座椅调节电机的供电电路。
参考图3所示，由于PWM信号实际实在整车点火进入点火状态，车辆供电之后才产生，因此图3所示的实际控制流程如下：
检测是否接收到PWM信号。在熄火状态下，安全气囊控制单元不工作，不产生PWM信号。在这种情况下，由于没有新的PWM信号产生，认为PWM信号指示无碰撞产生，接通座椅调节电机的供电电路。
在点火状态下，可以接收到PWM信号，如果PWM信号指示无碰撞产生，则均接通座椅调节电机的供电电路。
如果在点火状态下PWM信号指示产生碰撞，则切断座椅调节电机的供电电路。如果碰撞的同时导致整车熄火，则会出现点火状态下PWM信号指示产生碰撞，而后出现熄火。此时还是切断座椅调节电机的供电电路。
在座椅调节电机的供电电路被切断以后，检测整车是否经历由熄火状态经过点火进入点火状态的过程。如果出现由熄火状态经过点火进入点火状态的过程，则重新接通座椅调节电机的供电电路。如果没有出现由熄火状态经过点火进入点火状态的过程，则保持座椅调节电机的供电电路的断开状态。
虽然在具体的执行流程上略有不同，但图3所示的控制流程也是实现了下述的控制逻辑：
PWM信号指示无碰撞产生，在整车处于点火状态或者整车处于熄火状态下均接通座椅调节电机的供电电路。
整车保持点火状态且PWM信号指示产生碰撞，切断座椅调节电机的供电电路。
整车由点火状态转至熄火状态且PWM信号指示产生碰撞，切断座椅调节电机的供电电路。
整车由熄火状态点火进入点火状态，接通座椅调节电机的供电电路。
图4～图8揭示了座椅调节开关中的部分功能性电路的具体实现。需要说明的是，这些具体的实现电路均为示例，且其中的大多数元器件和工作原理均为本领域技术人员熟知的。本发明主要是提出一种控制概念，其具体实现可以采用现有的元器件来实现。
图4揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中供电电路的一种实现电路示意图。在一个实施例中，碰撞控制器通过低压差线性稳压器(LDO)接入供电电源，图4所示的供电电路即低压差线性稳压器(LDO)的电路。低压差线性稳压器(LDO)能起到保护电路和通过EMC相关试验的作用。LDO能提供瞬态脉冲保护，具备更宽的滤波器带宽，增强RI(辐射抗扰度)和CI(导电抗扰度)抗干扰。图4所示的低压差线性稳压器(LDO)为常规设计，其具体结构此处不再进行详细的描述。
图5揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中采样电路的一种实现电路示意图。在一个实施例中，碰撞控制器通过采样电路接收安全气囊控制单元发出的PWM信号，采样电路基于PWM信号产生指示碰撞情况的信号。图5所示的采样电路的工作模式如下：在正常工作模式情况下，PWM脉宽调制信号首先被发送到采样电路，高低电平翻转后送入碰撞控制器(MCU)。当整车在睡眠模式时：不发送周期性的PWM脉宽调制信号，采样电路截止以达到最小静态电流。图5所示的采样电路也为常规设计，其具体结构此处不再进行详细的描述。
图6揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中继电器及微动开关电路的一种实现电路示意图。正常工作的情况下，当对座椅进行操作时，碰撞控制器(MCU)会检测到电平被拉高，MCU的Realy_con2管脚输出高电平，分别控制三极管Q3导通，使对应继电器线圈通电，使继电器导通，控制电机转动。睡眠情况下：当对座椅进行操作时，MCU会检测到电平被拉高，会唤醒MCU，继而正常工作。在碰撞情况下，三极管Q3截至，继电器不导通。继电器使用处于常开的状态，考虑到发生碰撞时，电压可能存在过低的现象，确保在极端电压情况下，开关也不能工作。图6所示的继电器及微动开关电路中的其他元器件为常规设计，其具体结构此处不再进行详细的描述。
图7揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中电压检测电路的一种实现电路示意图。电压检测电路的工作过程如下：在正常工作模式下，MCU将A/D_enable管脚置高电平，MCU的Volt_check管脚便可以正常检测电池电压。在睡眠模式，三极管Q4截止，前述的采样电路被切断，这样可以最大程度地减少静态电流。图7所示的电压检测电路的其他元器件为常规设计，其具体结构此处不再进行详细的描述。
图8揭示了根据本发明的一实施例的座椅调节开关中碰撞分析电路的一种实现电路示意图。正常工作模式下，碰撞控制器(MCU)中的单片机U2的3号管脚检测PWM信号并判断，3号管脚用于100ms周期或10ms周期的计时。单片机U2未检测到PWM信号，则MCU进入低功耗睡眠模式，PWM信号触发3号管脚，使得MCU离开低功耗睡眠模式进入正常工作。操作拨动开关时，10号和11号管脚出现电平变化，MCU系统离开低功耗睡眠模式，操作完成后根据有无PWM信号判断是否再次进入低功耗睡眠模式。图8所示的碰撞分析电路即前述碰撞控制器(MCU)的电路，该电路中的其他元件为常规设计，其具体结构此处不再进行详细的描述。
本发明的座椅调节开关及其控制方法能够在车辆发生碰撞时自动切断座椅调节开关的供电，防止座椅的动作对乘员造成二次伤害，提高了车辆的安全性。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (10)
1.一种座椅调节开关，其特征在于，包括碰撞控制器，碰撞控制器的输出连接到座椅调节电机，碰撞控制器的输入连接到安全气囊控制单元，碰撞控制器接收安全气囊控制单元发出的PWM信号，碰撞控制器根据所述PWM信号和整车点火状态产生操作信号，操作信号切断或者接通座椅调节电机的供电电路。
2.如权利要求1所述的座椅调节开关，其特征在于，
PWM信号指示无碰撞产生，碰撞控制器在整车处于点火状态或者整车处于熄火状态下均接通座椅调节电机的供电电路；
整车保持点火状态且PWM信号指示产生碰撞，碰撞控制器切断座椅调节电机的供电电路；
整车由点火状态转至熄火状态且PWM信号指示产生碰撞，碰撞控制器切断座椅调节电机的供电电路。
3.如权利要求2所述的座椅调节开关，其特征在于，
整车由熄火状态点火进入点火状态，碰撞控制器接通座椅调节电机的供电电路。
4.如权利要求1所述的座椅调节开关，其特征在于，所述碰撞控制器通过低压差线性稳压器(LDO)接入供电电源。
5.如权利要求1所述的座椅调节开关，其特征在于，所述碰撞控制器通过采样电路接收安全气囊控制单元发出的PWM信号，采样电路基于所述PWM信号产生指示碰撞情况的信号。
6.一种座椅调节开关的控制方法，其特征在于，检测安全气囊控制单元发出的PWM信号和整车点火状态，根据所述PWM信号和整车点火状态产生操作信号，操作信号切断或者接通座椅调节电机的供电电路。
7.如权利要求6所述的座椅调节开关的控制方法，其特征在于，
PWM信号指示无碰撞产生，在整车处于点火状态或者整车处于熄火状态下均接通座椅调节电机的供电电路；
整车保持点火状态且PWM信号指示产生碰撞，切断座椅调节电机的供电电路；
整车由点火状态转至熄火状态且PWM信号指示产生碰撞，切断座椅调节电机的供电电路。
8.如权利要求7所述的座椅调节开关的控制方法，其特征在于，
整车由熄火状态点火进入点火状态，接通座椅调节电机的供电电路。
9.如权利要求6所述的座椅调节开关的控制方法，其特征在于，使用一碰撞控制器，碰撞控制器连接到安全气囊控制单元和座椅调节电机，碰撞控制器根据所述PWM信号和整车点火状态产生操作信号以切断或者接通座椅调节电机的供电电路。
10.如权利要求9所述的座椅调节开关的控制方法，其特征在于，所述碰撞控制器通过低压差线性稳压器(LDO)接入供电电源，所述碰撞控制器通过采样电路接收安全气囊控制单元发出的PWM信号，采样电路基于所述PWM信号产生指示碰撞情况的信号。
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