CN108973791B - 长滑轨电机驱动智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的长滑轨电机驱动智能控制系统，包括主体控制模块，所述主体控制模块包括微处理单元、电源管理单元、总线单元、开关采样单元、电流传感器采样单元、电机驱动回路单元、霍尔传感器采样单元、SBR传感器采样单元。本发明与现有技术相比，具有如下优点：1.实现了电动滑轨控制。2.不用机电分离方案，直接采用霍尔电机实现解锁、落锁动作，结构简单，控制方式更灵活。3.实现解锁和滑动的电动一体化控制，操作简单，舒适性高。4.自动识别前后行程硬档点和软档点，防止电机堵转，有效保护电机及机构。5.通过智能算法实现防夹功能，可以有效保护乘客或行李。

Description

长滑轨电机驱动智能控制系统

技术领域

本发明涉及汽车座椅控制技术领域,特别涉及长滑轨电机驱动智能控制系统。

背景技术

随着人们生活质量的提高，汽车市场上具有三排座椅的大型SUV、MP及保姆车等车型销量持续上升，于此同时大家也越来越关注车内空间管理及灵活多变性。汽车座椅长滑轨正是担当着改变座椅布置、布局及锁定功能重要机构。目前长滑轨运动系统主要有两部分组成，一部分为锁止部分，另一部分为滑动部分。控制方案主要有两种：1)手动解锁，手动滑动；2)电动解锁，手动滑动。目前已有方案具有以下缺点：1)手动解锁方案具有操作不方便，操作力大、解锁行程不固定等缺点。2)电动解锁采用机电分离方案，具有结构复杂、成本高等缺点。3)手动滑动，滑动过程操作难度大，缺乏舒适性，经常落锁不到位，具有安全风险，并且无法做到对前、后排乘客或行李的有效保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题针对现有长滑轨控制方案所存在的上述不足而提供一种一个命令同时控制解锁电机和滑道电机并且实现联动的长滑轨电机驱动智能控制系统。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

长滑轨电机驱动智能控制系统，包括主体控制模块，所述主体控制模块包括微处理单元、电源管理单元、总线单元、开关采样单元、电流传感器采样单元、电机驱动回路单元、霍尔传感器采样单元、SBR传感器采样单元，所述微处理单元通过所述总线单元与车身中控系统双向通讯连接，所述微处理单元还通过所述电源管理单元与车身电源连接，车身电源通过电源管理单元给所述微处理单元供电；所述开关采样单元的信号采集端与车身上的开关信号连接，所述开关采样单元的信号输出端与所述微处理单元的信号采集端连接，车身上的开关信号通过开关采样单元输入微处理单元进行处理；所述微处理单元与所述电机驱动回路单元控制连接，所述电机驱动回路单元与长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机控制连接，所述微处理单元通过所述电机驱动回路单元控制所述长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机的工作状态；所述电机驱动回路单元中的电流信号通过所述电流传感器采样单元进行采样后反馈至所述微处理单元中进行处理；所述长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机的工作状态分别通过内部的长滑轨解锁电机霍尔传感器采样单元和长滑轨滑道电机霍尔传感器采样单元进行采样，采样后通过霍尔传感器采样单元送入所述微处理单元中进行处理，SBR传感器采样单元采集SBR传感器信号后，然后将所采集的SBR传感器信号送入所述微处理单元中进行处理。

在本发明的一个优选实施例中，所述车身上的开关信号包括位置向前开关信号、位置向后开关信号、座椅前位置开关信号、座椅后位置开关信号、SET开关信号、EZE开关信号。

在本发明的一个优选实施例中，在座椅由停止状态向运行状态变化时，所述电机驱动回路单元依次控制所述长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机的工作状态；在座椅由运行状态向停止状态变化时，所述电机驱动回路单元依次控制所述长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机的工作状态。

由于采用了如上的技术方案，本发明具有以下技术特点：

1.本发明可以实现一个命令同时控制解锁电机和滑道电机，并且实现联动。解决了目前方案解锁与滑动分开控制，并且实现了解锁和滑动电动一体化控制。

2.本发明可以实现滑道电机硬档点和软档点的自动识别及位置校正，防止电机堵转，可以有效保护电机及机构件。

3.本发明可以自动判断是否解锁成功和落锁成功。

4.本发明可以实现任意位置停止时自动落锁，实现锁止。

5.本发明可以实现PWM调速方式控制滑道电机不同速度运行。

6.本发明可以实现多个位置记忆，Easy Entry(EZE)功能。

7.本发明可以实现硬线或者总线控制方式。

8.本发明通过智能算法实现防夹。

9.本发明可以实现开关、电流、传感器信号等异常信号诊断处理。

10.本发明可以根据SBR传感器信息，对EZE功能进行相应管理，实现对人更好的保护。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.实现了电动滑轨控制。

2.不用机电分离方案，直接采用霍尔电机实现解锁、落锁动作，结构简单，控制方式更灵活。

3.实现解锁和滑动的电动一体化控制，操作简单，舒适性高。

4.自动识别前后行程硬档点和软档点，防止电机堵转，有效保护电机及机构。

5.通过智能算法实现防夹功能，可以有效保护乘客或行李。

附图说明

图1为本发明长滑轨电机驱动智能控制系统的原理框图。

图2为本发明长滑轨解锁过程示意图。

图3为本发明长滑轨解锁机构示意图。

图4为图3的I处放大示意图。

图5为本发明长滑轨锁止与解锁机构示意图。

图6为本发明长滑轨锁止与解锁机构处于解锁状态示意图。

图7为本发明长滑轨锁止与解锁机构处于落锁状态示意图。

图8为本发明解锁运行流程示意图。

图9为本发明落锁运行流程示意图。

图10为本发明位置记忆流程示意图。

图11为本发明记忆位置提取流程示意图。

图12为本发明EZE功能实现流程示意图。

图13为本发明防夹及异常处理实现流程示意图。

图14为本发明位置校正实现流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明。

本发明的目的在于提供一种长滑轨电机驱动智能控制系统，用来弥补目前市场上纯电动长滑轨控制系统的空白，解决手动及半电动方案，操作不方便、结构复杂、成本高、缺乏舒适性及安全性考虑等不足之处。

本发明的长滑轨电机驱动智能控制系统如图1所示，包括主体控制模块1，主体控制模块1包括微处理单元2、电源管理单元3、总线单元8、开关采样单元4、电流传感器采样单元5、电机驱动回路单元6、霍尔传感器采样单元7、SBR传感器采样单元9。

微处理单元2通过总线单元8与车身中控系统16双向通讯连接，微处理单元2还通过电源管理单元3与车身中控系统16中的车身电源连接，车身电源通过电源管理单元3给微处理单元2供电。

开关采样单元4的信号采集端与车身上的开关信号连接，开关采样单元4的信号输出端与微处理单元2的信号采集端连接，车身上的开关信号通过开关采样单元4输入微处理单元2进行处理；车身上的开关信号包括位置向前开关信号、位置向后开关信号、座椅前位置开关信号、座椅后位置开关信号、SET开关信号、EZE开关信号。

微处理单元2与电机驱动回路单元6控制连接，电机驱动回路单元6与长滑轨解锁电机11和长滑轨滑道电机12控制连接，微处理单元2通过电机驱动回路单元6控制长滑轨解锁电机11和长滑轨滑道电机12的工作状态；在座椅由停止状态向运行状态变化时，电机驱动回路单元6依次控制长滑轨解锁电机11和长滑轨滑道电机12的工作状态；在座椅由运行状态向停止状态变化时，电机驱动回路单元6依次控制长滑轨解锁电机12和长滑轨滑道电机11控的工作状态。

电机驱动回路单元6中的电流信号通过电流传感器采样单元5进行采样后反馈至微处理单元2中进行处理；长滑轨解锁电机11和长滑轨滑道电机12的工作状态分别通过内部的长滑轨解锁电机霍尔传感器采样单元13和长滑轨滑道电机霍尔传感器采样单元14进行采样，采样后通过霍尔传感器采样单元7送入微处理单元2中进行处理，SBR传感器采样单元9采集SBR传感器15信号后，然后将所采集的SBR传感器15信号送入微处理单元2中进行处理。

本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法，主要是在座椅由停止状态向运行状态变化时，电机驱动回路单元6依次控制长滑轨解锁电机11和长滑轨滑道电机12的工作状态；在座椅由运行状态向停止状态变化时，电机驱动回路单元6依次控制长滑轨解锁电机12和长滑轨滑道电机11控的工作状态。

具有流程如下：

在阐述本发明的控制流程前，先介绍一下长滑轨中的解锁机构的工作原理：

参见图2，图中A点对应锁止机械硬止点，C点对应最小解锁行程(输入参数)，D点对应最大解锁行程(输入参数)，最佳解锁位置区域就在H处。

参见图3和图4，显示通过控制长滑轨解锁电机11的旋转带动机构11a转动，进而拉动拉索11b进行解锁和落锁。

参见图5、图6和图7，图5为长滑轨示意图，示意解锁和落锁状态信息。图6和图7显示解锁和落锁状态下，机构所处的位置。

下面流程阐述过程中，M1电机表示长滑轨解锁电机11，M2表示长滑轨滑道电机12。

本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法可以同时实现硬线、总线控制方式或者两者中任意一种命令控制方式。

参见图8，本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法中解锁运行过程的具体流程是：

启动长滑轨电机驱动智能控制系统，长滑轨电机驱动智能控制系统首先检测开关或者总线运行命令，如果是座椅向前运动命令，则启动M1电机进行解锁，拉索缩短驱动解锁机构动作，然后判断解锁是否成功，如果解锁成功，则启动M2电机，驱动座椅向前运动，如果解锁不成功，则返回启动M1电机进行解锁步骤重新进行解锁。在M2电机驱动座椅向前运动过程中，如果出现障碍物或开关异常情况，则进入图13所示的程序进行处理。如果没有出现障碍物或开关异常情况，则驱动座椅向前运动到档点后停止。

如果是座椅向后运动命令，则启动M1电机进行解锁，拉索缩短驱动解锁机构动作，然后判断解锁是否成功，如果解锁成功，则启动M2电机，驱动座椅向后运动，如果解锁不成功，则返回启动M1电机进行解锁步骤重新进行解锁。在M2电机驱动座椅向后运动过程中，如果出现障碍物或开关异常情况，则进入图13所示的程序进行处理。如果没有出现障碍物或开关异常情况，则驱动座椅向后运动到档点后停止。

驱动座椅向前或向后运动过程中，长滑轨电机驱动智能控制系统会自动是被滑道硬挡点和软挡点，当识别到硬挡点后悔自动设置软止点，防止电机再次运行到硬挡点；下次运行到软挡点时会停止电机，防止电机堵转，起到保护电机及其机构的作用。

参见图9，本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法中落锁停止过程的具体流程是：

在M2电机驱动座椅向前或向后运动过程中，如果长滑轨电机驱动智能控制系统检查到开关或者总线停止信号后，长滑轨电机驱动智能控制系统会立即对滑道电机M2调速，滑道电机M2在短时间内实现降速运行；长滑轨电机驱动智能控制系统控制M2电机恢复落锁状态，拉索在弹簧的拉力下，恢复长度，释放滑道解锁结构，锁止片进入锁止孔。此时滑道电机M2堵转，电流大增，长滑轨电机驱动智能控制系统检测到电机M2电路变化，说明落锁成功，如果长滑轨电机驱动智能控制系统没有检测到电机M2电路变化，则说明落锁没有成功，长滑轨电机驱动智能控制系统继续控制M2电机恢复落锁状态。落锁成功后，长滑轨电机驱动智能控制系统切断滑道电机M2电源，完成座椅的滑道落锁过程。

参见图10，本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法中位置记忆的具体流程是：

滑道电机M2在运行过程中，长滑轨滑道电机霍尔传感器采样单元实时检测滑道电机M2运行信息，当点击停止运行并且收到位置1记忆命令时，长滑轨电机驱动智能控制系统保存滑道电机M2位置1至MCU，同理当收到位置2记忆命令时，长滑轨电机驱动智能控制系统保存滑道电机M2位置2至MCU。

参见图11，本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法中记忆位置提取的具体流程是：

当长滑轨电机驱动智能控制系统收到位置1提取命令时，长滑轨电机驱动智能控制系统首先向MCU提取位置1记忆位置，然后驱动滑道电机M2运行至位置1，位置2提取同理。

参见图12，本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法中EZE功能实现的具体流程是：

当长滑轨电机驱动智能控制系统收到EZE命令时，长滑轨电机驱动智能控制系统首先记忆当前滑道电机M2位置，然后调取MCU当中记忆的对应EZE功能的滑道电机M2位置信息，驱动滑道电机M2运行至EZE所需位置，完成EZE功能。当收到EZE命令完成时，长滑轨电机驱动智能控制系统驱动滑道电机M2回到EZE当前的位置。

当收到EZE命令如果座椅配置SBR传感器，SBR信号显示为有人状态，此时滑道电机M2电机应该按照OEM前期要求的状态运行至相应位置，实现对人保护。

参见图13，本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法中防夹及异常处理实现的具体流程是：

座椅移动运行过程中，控制模块自动检测识别障碍物信息，即在滑道移动过程中一直跟踪与位置对应的电机电流和速度信息，并时刻参考标准位置电流和速度信息进行比对，通过智能算法，有效识别载荷变化，当识别到有障碍物时，立即停止运行，达到在滑道向前向后运行时智能防夹效果，有效保护人和物；

自动检测命令异常信息，比如开关信号卡滞超时、开关损坏等，对电机进行停止操作；

电机电流信号异常，比如无电流信息、电流长时间过大等，进行电机停止、相应的堵转判断等操作；

霍尔信号异常，比如霍尔信号丢失，进行电机停止、自学习等操作；

上述异常诊断信息，可以根据需要通过总线上传；

参见图14，本发明的基于上述长滑轨电机驱动智能控制系统的控制方法中位置校正实现的具体流程是：

1、利用档点位置进行校正；

2、根据滑道每个锁止位置对应的位置信息进行实时校正；

3、如果不用2、所述方式进行，可以在滑轨中间设置若干个传感器进行位置校正。

Claims (3)

1.长滑轨电机驱动智能控制系统，其特征在于，包括主体控制模块，所述主体控制模块包括微处理单元、电源管理单元、总线单元、开关采样单元、电流传感器采样单元、电机驱动回路单元、霍尔传感器采样单元、SBR传感器采样单元，所述微处理单元通过所述总线单元与车身中控系统双向通讯连接，所述微处理单元还通过所述电源管理单元与车身电源连接，车身电源通过电源管理单元给所述微处理单元供电；所述开关采样单元的信号采集端与车身上的开关信号连接，所述开关采样单元的信号输出端与所述微处理单元的信号采集端连接，车身上的开关信号通过开关采样单元输入微处理单元进行处理；所述微处理单元与所述电机驱动回路单元控制连接，所述电机驱动回路单元与长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机控制连接，所述微处理单元通过所述电机驱动回路单元控制所述长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机的工作状态；所述电机驱动回路单元中的电流信号通过所述电流传感器采样单元进行采样后反馈至所述微处理单元中进行处理；所述长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机的工作状态分别通过内部的长滑轨解锁电机霍尔传感器采样单元和长滑轨滑道电机霍尔传感器采样单元进行采样，采样后通过霍尔传感器采样单元送入所述微处理单元中进行处理，SBR传感器采样单元采集SBR传感器信号后，然后将所采集的SBR传感器信号送入所述微处理单元中进行处理。

2.如权利要求1所述的长滑轨电机驱动智能控制系统，其特征在于，所述车身上的开关信号包括位置向前开关信号、位置向后开关信号、座椅前位置开关信号、座椅后位置开关信号、SET开关信号、EZE开关信号。

3.如权利要求1所述的长滑轨电机驱动智能控制系统，其特征在于，在座椅由停止状态向运行状态变化时，所述电机驱动回路单元依次控制所述长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机的工作状态；在座椅由运行状态向停止状态变化时，所述电机驱动回路单元依次控制所述长滑轨解锁电机和长滑轨滑道电机控的工作状态。