汽车电动座椅控制方案介绍

本文导读

随着新能源汽车的发展，电动座椅已成为汽车的标配。在较高档的车型中，不仅仅只有主驾座椅搭配电动控制调节，副驾座椅也会使用电动调节方案，甚至有些车型的后排也使用电控方案。在电控的基础上，搭配汽车智能场景识别，涌现出智能上下车模式、车主智能识别调节模式、零重力模式、女王座驾模式等使用场景。汽车内部空间有限，在这个场景中，座椅往往需要移动较大的位置，甚至舍弃其他座椅的空间，如不采取防夹或其它安全措施，存在夹伤人的风险，带来不好的使用体验。

方案介绍

电动座椅支持多向位置控制调节，常规配置为水平、高度、靠背，共6个方向的调节。为追求更舒适的坐姿，更高的配置还支持旋转、腿托、肩部、侧翼等方向调节。除位置方向控制外，智能座椅还会同时支持加热、通风、按摩、记忆、迎宾等功能。

我们目前所使用的方案所支持的基础功能有：12向调节、加热、通风。

图 1 座椅控制器基本构成

电源与保护系统为控制器提供电源输入，控制器支持实体按键开关控制，用于方向调节、记忆功能的使用。CAN & LIN可与其它车载模块共同实现智能场景控制，也可进行运动状态、位置信息、故障信息等数据上报;位置控制系统执行座椅的动作输出，可在座椅的前后、高度、靠背、座椅面倾斜角度、腰托前后、腰托上下方向进行位置调节控制。

除基础功能外，还支持记忆、防夹、一键场景预设等功能。

2.1 电机控制

座椅使用的电机均为直流有刷电机，使用H桥方式驱动电机，通过单个霍尔传感器获取位置信息，结合运行电流，实现位置控制、防夹的效果。

图 2 电机控制实现

如不获取电机运动的电流信息，将影响防夹力的精度，但硬件成本更低。结合电流信息可使防夹效果更佳，每一次防夹的防夹力更精确、均衡。

2.2 舒适化与智能化功能

除支持方向调节外，也支持记忆、加热、通风功能。每个车厂对自身的座椅定位不同，使用场景也会不同，立功科技方案支持一键场景预设，可适配驾驶员便捷进出功能、三排乘员便捷进出功能、座椅智能调速、座椅间联动功能等等。

2.3 座椅防夹功能

控制器实时监测电机运行时的电流，结合位置信息，当识别到防夹工况时，会自动回退或停止。

防夹力的大小可调节，防夹方向可选，防夹区域可调整，如座椅向后运动时，调整防夹区域，可改变需要产生防夹工况的运动范围。有些运动方向不需要设置防夹，如腰托控制、座椅面倾斜角等等。座椅不同的使用场景，所使用的防夹措施会有所不同。

2.4 保障性功能

为确保每次动作都能正确运行，延长控制器与座椅结构的使用寿命，有以下防护措施：

防夹保护;

堵转检测保护;

过压与欠压保护;

过流保护、过温保护;

电机空转保护;

电机短路与开路保护;

继电器保护;

继电器导通状态验证;

软起动：启动时PWM较小，防止电流冲击;

软停止：防止异响、结构老化机械卡死;

异常掉电保护;

位置等工况信息实时上传。

方案的主要影响因素

不同定位的座椅方案，其硬件电路设计及软件程序设计都是不同的，下面介绍其主要的影响因素。

3.1 电机数量

电机的数量取决于电动座椅的类型，12向控制需要6个电机。由于整车对座椅的需求不同，可选择安装不同数量的电机，以实现旋转、腿托、肩部、侧翼等方向调节。

电机的数量也会影响连接器引脚、线束的数量。

3.2 开关信号

控制器需要接收开关信号，识别驾驶员意图，以12向记忆座椅控制为例，开关信息包括12路座椅调节、set、M1、M2、M3共16路开关信号。

3.3 CAN/LIN通信线路数

通常使用一路CAN，LIN的数量需要根据不同的使用场景选择。

3.4 座椅数量

根据车型需求，可适配不同方案，如座椅和控制器一一对应关系的方案，后排座椅一拖二控制方案等等。

3.5 不同电机控制方案

有些车型，采用副驾与后排的座椅固定在同一条长轨道上，控制座椅在导轨方向运动的电机为无刷电机。无刷电机的软硬件都与有刷电机有所区别，立功科技方案可适配不同的电机类型控制。

行业分析与产品

座椅的设计与控制，汽车行业一直在进行不同方向的探索，越来越多的不同理念的智能座舱涌现而出。电动座椅在位置控制的基础上，挖掘出一个又一个智能使用场景，立功科技汽车座椅控制方案可适配大多数使用场景，在无刷电机与有刷电机控制都有诸多使用案例，可满足适配不同的座椅控制需求。

审核编辑：汤梓红