CN110936857B - 电动座椅控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动座椅控制装置，包括控制开关、座椅电机、驱动器和控制器。该控制开关用于控制座椅的动作；该座椅电机用于带动座椅动作；该驱动器连接座椅电机以驱动座椅电机转动，该驱动器配置为在座椅动作过程中输出反馈信号，该反馈信号反映所述座椅电机的当前相位；该控制器连接驱动器且根据控制开关决定输出给驱动器的控制信号，该控制器配置为根据座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的参考相位的对应关系，以及所述座椅电机的当前相位，确定所述座椅的当前位置。本发明简化了控制装置的结构，可以不必使用额外的传感器，使座椅到达期望位置时就让其停下；并且可以让座椅更快地到达期望位置。

Description

电动座椅控制装置和方法

技术领域

本发明涉及电动座椅，尤其是一种电动座椅控制装置和方法。

背景技术

车辆中的座椅已经逐渐升级为电动座椅。电动座椅由座椅框架上的座垫和座椅靠背组成，座椅框架沿着座椅导轨移动。此外，在座椅导轨和座椅框架的后侧上配备有滑动设备和倾斜设备，以保持适合于驾驶的姿势和保持适合于乘客的体型的姿势。

电动座椅设备允许乘客用手来操作控制杆或开关，并因此将电力转换为物理动能。并且滑动设备和倾斜设备的操作使座椅在前后方向上移动或者控制座椅靠背的倾斜角度。

在移动座椅框架或者转动座椅靠背过程中，需要让它们停留在期望的位置，例如适合个体使用者的记忆位置或者避免座椅损坏的临界位置(座椅前后方向的两端，或者座椅倾斜角度的两端)。传统上需要使用传感器(如霍尔传感器)来检测座椅在动作中产生的信号，从而确定座椅位置，然而这需要额外的硬件，使得控制装置变得复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电动座椅控制装置和方法，可以在不使用传感器的情况下确定电动座椅的位置。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种电动座椅控制装置，包括：控制开关，用于控制座椅的动作；座椅电机，用于带动所述座椅动作；驱动器，连接所述座椅电机以驱动所述座椅电机转动，所述驱动器配置为在所述座椅动作过程中输出反馈信号，所述反馈信号反映所述座椅电机的当前相位；控制器，连接所述驱动器且根据所述控制开关决定输出给所述驱动器的控制信号，所述控制器配置为根据所述座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的参考相位的对应关系，以及所述座椅电机的当前相位，确定所述座椅的当前位置。

可选地，所述控制器还配置为在一学习模式中建立所述座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的相位的对应关系。

可选地，所述一个或多个参考位置包括所述座椅的记忆位置或临界位置，所述控制器还配置为确定所述座椅的当前位置到达所述记忆位置或临界位置时，控制所述驱动器停止驱动所述座椅电机转动。

可选地，所述一个或多个参考位置包括所述座椅的记忆位置或临界位置，所述控制器还配置为确定所述座椅的当前位置与所述记忆位置或临界位置的距离在预设范围内时，控制所述驱动器降低所述座椅电机的转速并停在所述记忆位置或临界位置。

可选地，所述控制器还配置为根据所述座椅电机的当前相位确定所述座椅电机的当前转速。

可选地，所述座椅电机为无刷电机，所述驱动器配置为通过检测所述无刷电机的反电动势来获得所述反馈信号。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案还提出了一种电动座椅控制方法，包括：响应于控制开关而驱动座椅电机转动，从而带动座椅动作；在所述座椅动作过程中获得反馈信号，所述反馈信号反映所述座椅电机的当前相位；根据所述座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的参考相位的对应关系，以及所述座椅电机的当前相位，确定所述座椅的当前位置。

可选地，上述方法还包括在一学习模式中建立所述座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的相位的对应关系。

可选地，所述一个或多个参考位置包括所述座椅的记忆位置或临界位置，所述方法还包括确定所述座椅的当前位置到达所述记忆位置或临界位置时，停止驱动所述座椅电机转动。

可选地，所述一个或多个参考位置包括所述座椅的记忆位置或临界位置，所述方法还包括确定所述座椅的当前位置与所述记忆位置或临界位置的距离在预设范围内时，控制所述驱动器降低所述座椅电机的转速并停在所述记忆位置或临界位置。

可选地，还包括根据所述座椅电机的当前相位确定所述座椅电机的当前转速。

可选地，所述座椅电机为无刷电机，获得所述反馈信号的步骤包括：检测所述无刷电机的反电动势。

可选地，所述座椅的动作包括座椅框架的移动和座椅靠背的倾斜。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，可以根据预先确定座椅的参考位置与座椅电机的参考相位的对应关系，结合座椅电机的当前相位来确定座椅的当前位置。这样，控制装置可以在座椅到达期望位置时就让其停下。本发明可以不必使用传感器，简化了控制装置的结构。另外，控制装置可让座椅电机更高速地转动，从而让座椅更快地到达期望位置。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是本发明一实施例的电动座椅控制装置的结构框图。

图2是本发明一实施例的电动座椅控制方法流程图。

图3是本发明一实施例的电动座椅移动示意图。

图4是本发明一实施例的电动座椅的示例性控制过程。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。

图1所示为本发明一实施例的电动座椅控制装置的结构框图。由图1可知，该电动座椅控制装置包括：控制开关100、座椅电机200、控制器310和驱动器320。其中，控制开关100用于控制座椅的动作。该控制开关100至少包括两个子开关，一个子开关用于控制座椅沿座椅导轨的一个方向移动，另一个子开关用于控制座椅沿座椅导轨的另一个方向移动。通常，这两个方向为向前和向后，但并不限于前后方向。当用户没有操作时，两个子开关都处于关状态，当用户按下一个子开关时，该子开关处于开状态。

座椅电机200用于带动座椅的动作，在一实施例中，座椅电机200为无刷电机。优选地，座椅电机200通过一齿轮传动装置来带动座椅的动作。

控制器310和驱动器320一起构成了一电子控制单元300，用于根据控制开关100的动作来控制座椅的动作。

驱动器320与座椅电机200相连接，为座椅电机200提供驱动电流以驱动该座椅电机200转动。在座椅被座椅电机200带动而移动的过程中，驱动器320会通过检测该座椅电机200的反电动势来得到座椅电机200的当前相位，而无需使用其他如霍尔传感器等额外的传感器。

在具体的应用中，驱动器320提供给座椅电机200的驱动电流按波形分为两种，一种是梯形波，另一种是正弦波。梯形波具有较大的扭矩，但是噪声大。正弦波具有较好的运行平衡性和调速范围，且噪声较小。在本实施例中，通常选择正弦波作为座椅电机200的驱动电流。

控制器310的输入端与控制开关100相连接，即该控制器310从控制开关100接收该控制开关100的状态，即开状态或关状态；控制器310的输出端与驱动器320相连接，控制器310根据控制开关100的状态来决定输出给驱动器320的控制信号。该控制信号用来控制座椅电机200的转速。在本实施例中，控制器310输出给驱动器320的控制信号为脉宽调制信号(Pulse Width Module,PWM)。通过改变脉宽调制信号的占空比来控制座椅电机200的转速。具体地，在相同频率下，当脉宽调制信号的占空比高时，座椅电机200的转速快，当脉宽调制信号的占空比低时，座椅电机200的转速慢。

在一实施例中，控制器310具有一学习模式，在此模式下，控制器310控制座椅沿座椅轨道500全程移动，在此过程中，控制器310记录下一个或多个座椅的参考位置与相应地座椅电机200的参考相位，形成座椅的参考位置与座椅电机200的参考相位之间的对应关系。

在一实施例中，座椅轨道500的长度约为70cm。将该座椅轨道500的两端点位置称为临界位置。通常对于固定的用户，座椅的位置设置是固定的，我们将这一位置称为记忆位置。记忆位置或临界位置是座椅需要被调整到的位置。

根据在学习模式下得到的座椅的参考位置与座椅电机200的参考相位之间的对应关系，该控制器310在座椅移动的过程中，实时的检测座椅电机200的相位，并得到座椅的当前位置。当座椅的当前位置快要到达记忆位置或临界位置时，即控制器310检测到座椅的当前位置与记忆位置或临界位置的距离达到某一预设值时，控制器310控制驱动器320降低座椅电机200的转速。当控制器310检测到座椅的当前位置到达了记忆位置或临界位置时，控制器310控制驱动器320停止驱动座椅电机200，即使驱动电机200停止转动，从而使座椅的停止移动。

需要强调的是，当控制器310检测到座椅的当前位置到达了记忆位置或临界位置时，即便控制开关100的状态仍然为开，控制器310也控制座椅自动停止移动，以避免用户的误操作。

在一实施例中，控制器310还可以根据座椅电机200的当前相位来确定该座椅电机200的当前转速，座椅电机200的转速范围是0～8000RPM。当控制器310检测到控制开关100的开状态超过0.5秒时，控制器310就控制该座椅电机200的转速达到最大，即8000RPM。当控制器310检测到控制开关100的开状态持续时间超过了一上限，如30秒，或者两个子开关同时为开状态时，控制器310报告出错，若此时座椅将要或者已经到达了记忆位置或临界位置，则控制器310控制座椅电机200停止转动，若没有，则控制器310控制座椅电机200维持前一时刻的转速。

本实施例的有益效果在于：1、驱动器320通过检测该座椅电机200的反电动势来得到座椅电机200的当前相位，而无需增加额外的传感器；2、控制器310可实时掌握座椅的当前位置，从而控制座椅的移动或停止，无需在座椅轨道500的端点设置额外的传感器。

图2所示为本发明一实施例的电动座椅控制方法流程图。该方法包括以下步骤：

步骤400：电动座椅的控制开关100被打开，此时控制开关100为开状态；

步骤410：驱动器320响应控制开关100的状态而驱动座椅电机200转动；

步骤411：座椅电机200的转动带动座椅动作；

步骤412：控制器310获得反映座椅电机200的当前相位的反馈信号；

步骤413：根据座椅的一个或多个参考位置与座椅电机200的参考相位的对应关系，以及座椅电机200的当前相位，确定座椅的当前位置。

在一实施例中，步骤413中所提到的座椅的参考位置与座椅电机200的参考相位之间的对应关系是通过一学习模式获得的。如图2所示，当电动座椅的控制开关100被打开后，电动座椅可以在步骤420进入学习模式，通过步骤421，建立起座椅的参考位置与座椅电机200的参考相位之间的对应关系，使步骤413可以使用该对应关系进行下面的步骤。步骤413之后的步骤包括：

步骤414：计算座椅的当前位置与记忆位置或临界位置之间的距离，当该距离尚未达到某一预设值时，则驱动器320继续驱动座椅电机200转动，带动座椅继续移动；

步骤415：当座椅的当前位置与记忆位置或临界位置之间的距离到达某一预设值时，则降低座椅电机200的转速；

步骤416：判断座椅的当前位置是否到达记忆位置或临界位置，如果还未到达，则回到步骤415，继续降低座椅电机200的转速；

步骤417：当座椅的当前位置已经到达记忆位置或临界位置时，则驱动器320停止驱动座椅电机200；

步骤418：此时，座椅停在记忆位置或临界位置。

可以理解的是，在该电动座椅的控制方法中，该座椅的动作既可以包括座椅框架的移动，也可以包括座椅靠背的倾斜。

图3是本发明一实施例的电动座椅移动示意图。图中，用三个椭圆形分别表示座椅的三个部分，从上到下依次为座椅的头枕、靠背和座垫。控制开关100位于座垫的侧面。在座椅的下方为座椅轨道500。该座椅轨道500的中间具有一定长度的中间段，在图中标示为B。在该座椅轨道500靠近两端的临界位置分别具有一定长度的两段临界段，在图中表示为A。

在座椅移动的过程中，控制器310根据座椅电机200的相位可以得到座椅的当前位置，在一实施例中，该当前位置是指座椅在座椅轨道500上的位置。当座椅的当前位置位于B段时，控制器310输出给驱动器320的脉宽调制信号具有较高的占空比，从而使座椅电机200具有较高的转速，带动座椅以较快的速度移动。当座椅的当前位置位于A段时，控制器310输出给驱动器320的脉宽调制信号具有较低的占空比，从而使座椅电机200具有较低的转速，带动座椅以较慢的速度移动，避免座椅与座椅轨道500的两端发生较大力度的碰撞。

本实施例的有益效果在于，通过在座椅轨道500的不同位置控制座椅移动的速度，从而让座椅更快地到达期望位置。

图4所示是本发明一实施例的电动座椅的示例性控制过程。在该实施例中，座椅的移动方向为前后方向；控制开关100的两个子开关分别用来控制座椅向前调节，或向后调节，两个子开关相应地被称为向前调节开关和向后调节开关；座椅的调节目标是临界位置。该示例性控制过程包括：

步骤600：开始；

步骤601：判断此时座椅的位置与座椅电机200的相位之间的对应关系是否已经建立好；

步骤602：步骤601的判断结果为否，则电动座椅启动学习模式，在该模式下，控制器310控制座椅沿座椅轨道500全程移动，在此过程中，控制器310记录下一个或多个座椅的参考位置与相应地座椅电机200的参考相位，形成座椅的参考位置与座椅电机200的参考相位之间的对应关系；

步骤603：当座椅的位置与座椅电机200的相位之间的对应关系已经建立好之后，判断向前调节开关是否接通；

步骤604：当向前调节开关没有接通时，再判断向后调节开关是否接通；

步骤605：当向前调节开关接通时，控制器310控制座椅高速向前移动，控制器310同时实时的检测座椅在座椅轨道500上所处的位置；

步骤606：当向后调节开关接通时，控制器310控制座椅高速向后移动，控制器310同时实时的检测座椅在座椅轨道500上所处的位置；

步骤607：在步骤605在进行的过程中，实时的接收来自控制开关100的信号，判断向前调节开关是否已经断开；若还未断开，则回到步骤605继续高速向前移动座椅并实时检测座椅的位置；

步骤608：在步骤606在进行的过程中，实时的接收来自控制开关100的信号，判断向后调节开关是否已经断开；若还未断开，则回到步骤606继续高速向后移动座椅并实时检测座椅的位置；

步骤609：在步骤607或步骤608中判断得到向前调节开关或者向后调节开关已经断开后，在此步骤判断座椅的位置是否接近临界位置；

步骤610：若步骤609的判断结果为否，则继续保持座椅的高速移动，同时回到步骤609，继续对座椅的位置是否接近临界位置进行判断；

步骤611：当步骤609的判断结果为是，控制器310控制座椅自动减速并停在临界位置；

步骤612：整个流程结束。

需要说明的是，图4中的步骤609到步骤611可参考图2中的步骤414到416。即首先，判断座椅的当前位置与临界位置之间的距离是否到达某一预设值，若已到达，则控制器310降低座椅电机200的转速，即自动减速；其次，继续判断座椅的当前位置是否到达临界位置，若已到达，则控制器310控制座椅电机200停止转动，座椅停在临界位置。

在一实施例中，控制器310可以采用软件或硬件的方式对驱动器320进行控制。

在一实施例中，控制器310输出的脉宽调制信号为三相脉宽调制信号，每相相差150°。

在一实施例中，控制器310中有相应的储能元器件作为临时备用电源，当断电时，该储能元器件可提供电量，使座椅可以移动至少一次。

除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，各权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个申请实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种电动座椅控制装置，包括：

控制开关，用于控制座椅的动作；

座椅电机，用于带动所述座椅动作；

驱动器，连接所述座椅电机以驱动所述座椅电机转动，所述驱动器配置为在所述座椅动作过程中输出反馈信号，所述反馈信号反映所述座椅电机的当前相位；

控制器，连接所述驱动器且根据所述控制开关决定输出给所述驱动器的控制信号，所述控制器配置为根据所述座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的参考相位的对应关系，以及所述座椅电机的当前相位，确定所述座椅的当前位置，所述控制器还配置为根据所述座椅电机的当前相位确定所述座椅电机的当前转速。

2.如权利要求1所述的电动座椅控制装置，其特征在于，所述控制器还配置为在一学习模式中建立所述座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的相位的对应关系。

3.如权利要求1所述的电动座椅控制装置，其特征在于，所述一个或多个参考位置包括所述座椅的记忆位置或临界位置，所述控制器还配置为确定所述座椅的当前位置到达所述记忆位置或临界位置时，控制所述驱动器停止驱动所述座椅电机转动。

4.如权利要求1所述的电动座椅控制装置，其特征在于，所述一个或多个参考位置包括所述座椅的记忆位置或临界位置，所述控制器还配置为确定所述座椅的当前位置与所述记忆位置或临界位置的距离在预设范围内时，控制所述驱动器降低所述座椅电机的转速并停在所述记忆位置或临界位置。

5.如权利要求1所述的电动座椅控制装置，其特征在于，所述座椅电机为无刷电机，所述驱动器配置为通过检测所述无刷电机的反电动势来获得所述反馈信号。

6.一种电动座椅控制方法，包括：

响应于控制开关而驱动座椅电机转动，从而带动座椅动作；

在所述座椅动作过程中获得反馈信号，所述反馈信号反映所述座椅电机的当前相位；

根据所述座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的参考相位的对应关系，以及所述座椅电机的当前相位，确定所述座椅的当前位置；以及

根据所述座椅电机的当前相位确定所述座椅电机的当前转速。

7.如权利要求6所述的电动座椅控制方法，其特征在于，还包括在一学习模式中建立所述座椅的一个或多个参考位置与所述座椅电机的相位的对应关系。

8.如权利要求6所述的电动座椅控制方法，其特征在于，所述一个或多个参考位置包括所述座椅的记忆位置或临界位置，所述方法还包括确定所述座椅的当前位置到达所述记忆位置或临界位置时，停止驱动所述座椅电机转动。

9.如权利要求6所述的电动座椅控制方法，其特征在于，所述一个或多个参考位置包括所述座椅的记忆位置或临界位置，所述方法还包括确定所述座椅的当前位置与所述记忆位置或临界位置的距离在预设范围内时，控制所述驱动器降低所述座椅电机的转速并停在所述记忆位置或临界位置。

10.如权利要求6所述的电动座椅控制方法，其特征在于，所述座椅电机为无刷电机，获得所述反馈信号的步骤包括：检测所述无刷电机的反电动势。

11.如权利要求6所述的电动座椅控制方法，其特征在于，所述座椅的动作包括座椅框架的移动和座椅靠背的倾斜。

Images