汽车电动座椅
一、汽车电动座椅的分类
在一些高级轿车中，乘客的电动座椅控制系统依靠电力可以实现座椅滑行、倾斜的调整；驾驶员的电动座椅控制系统不仅可以实现座椅滑行、倾斜的调整，而且还可以实现前垂直、后垂直、头枕和腰垫位置的调整，有的还带有位置存储功能。
电动座椅的类型根据分类方式的不同可分为以下几种：
1．根据使用电动机的数量分类
根据使用电动机的数量，电动座椅可分为单电动机式、双电动机式、三电动机式和四电动机式等。
（1）单电动机式单电动机式只能对电动座椅的前后两个方向进行调整。（2）双电动机式双电动机式可以对电动座椅的4个方向进行调整，即不仅前后两个方向的位置可以移动，其高低也可以进行自动调整。
（3）三电动机式三电动机式可以对电动座椅的6个方向进行调整，即不仅能向前后两个方向移动，还可分别对座椅的前部和后部的高低进行调整。
（4）四电动机式四电动机式的调整功能除了具有以上三电动机式的调整功能以外，还可对靠背的倾斜度进行调整。
电动座椅装用的电动机最多可达8个，除了保证上述基本运动外，还可对头枕高度、座椅长度和扶手的位置进行调整。
2．根据有无加热器分类
根据有无加热器，电动座椅可分为无加热器式与有加热器式两种。有加热器式电动座椅可以在冬季寒冷的时候对座椅的坐垫进行加热，以使驾驶员或乘客乘坐更舒适。
3．根据有无存储功能分类
根据有无存储功能，电动座椅可分为无存储功能与有存储功能两种。有存储功能的电动座椅，可以将每次驾驶员或乘客调整电动座椅后的数据存储下来，作为以后重新调整座椅位置时的基准。
此外，在座椅中还附加了一些特种功能的装置，如在气垫座椅上使用电动气泵，对各个专用气囊（腰椎支撑气囊、侧背支撑气囊、座位前部的大腿支撑气囊）
进行充气，起到调节支撑腰椎、侧背、大腿的作用。具有8种功能的电动座椅如图1所示。
（图1）具有8种功能的电动座椅
1—座椅前后调节2—靠背倾斜调节
3—座椅上下调节4—靠枕上下、前后
调节
5—座椅前部支撑调节6—侧背支撑调
节
7—腰椎支撑气垫调节
二、电动座椅的组成
电动座椅主要由座椅开关和位置传感器、电子控制器ECU、执行机构的驱动电动机三大部分组成。开关和位置传感器包括座椅各位置（头枕、靠背、腰部、滑动、前垂直、后垂直）的电动开关、座椅各位置传感器、安全带扣环传感器及转向盘倾斜传感器等；ECU包括转向柱倾斜与伸缩ECU和电动座椅ECU；执行机构主要包括座椅调整、安全带扣环及转向盘倾斜调整的驱动电动机等，而且这些电动机均可灵活地进行正反转，以执行各种装置的调整功能。
1．电动座椅的组成
（1）电动机电动座椅大多采用永磁式电动机驱动，并通过装在座位侧板上或门扶手上的肘节式控制开关来控制电路通路和电流方向，使某一电动机按所需的方向运转，以达到调整座椅的目的。
为了防止电动机过载，大多数永磁式电动机内装有热过载保护断路器。有些电动座椅采用串激电动机来驱动，并装有两个磁场线圈，使其可作双向运转。这种电动机多使用继电器控制电流方向，当开关换向时，可听到继电器动作的“咔嗒”声。
（2）手动调节开关它主要是用来调整座椅的各种位置。当按下此开关后，电控单元就会控制相应电动机运转，按照驾驶员的要求调整座椅的位置。
（3）存储和复位开关它主要是用来存储或恢复驾驶员已经调整好的座椅
位置。只要按下此按钮，就能按存储的各个座椅位置的要求调整座椅的位置。
（4）位置传感器位置传感器主要是用来检测座椅的各种位置，其结构如图 2所示。
座椅位置传感器
它主要由齿轮、滑块和螺旋杆（可变电阻器）组成，其工作原理和一般电位计相似。螺旋杆由电动机通过齿轮驱动旋转，并带动滑块在电阻器上滑动，从而使输出电压信号发生变化。电控单元根据此电压信号决定座椅的位置。只要座椅位置调定后，驾驶员按下存储和复位开关，电控单元就把这些电压信号存储起来，作为重新调整位置时的基准。
( 5 ) ECU 及其控制 ECU主要用来控制靠手动调节开关的座椅调节装置，也能根据从转向柱倾斜与伸缩ECU、位置传感器等送来的信号存储座椅位置。考虑到驾驶员的不同体型和喜好的驾驶姿势，自动调节系统能在该ECU中存储2种不同的座椅位置（供选择），靠一“单独”开关的点动，ECU即可将座椅调整到驾驶员所期望的位置。
座椅进行调整时，由手动调节开关通过电控单元控制调整量，然后利用存储和复位开关控制某一位置的数据存储；座椅位置信号取自变阻器上的电压降。根据每个自由度上的电动机驱动座椅，从而使变阻器随动。根据变阻器的电压降，控制单元识别座椅的运动机构是否到达“死点”，如果到达“死点”位置时，电控单元及时切断供电电源，保护电动机和座椅驱动机构。
2．电动座持的控制电路
（l）无存储功能的电动座椅无存储功能的电动座椅的典型结构主要由座椅本体、座椅调节器开关、座椅调节器和调节器电动机等组成。其控制电路如图3所示。
图3电动座椅控制电路图
（2）有存储功能的电动座椅现代高级轿车的电动座椅多采用6向调整方式，这种系统除具有改变座椅的前后、高低、靠背斜度位置的电子驱动装置外，还设了一个具有存储功能的电子控制装置，该装置只要一按按钮，就能按存储的各个座椅位置的要求调整位置。
图4典型的电子控制可调座椅结构原理框图
图上是一种典型的电子控制可调座椅结构原理框图。它有4个电动机用来调整座椅，还有一个单独的存储器存储4个座椅的位置。
二、普通电动座椅
1、基本组成
为了实现座椅位置的调节，普通电动座椅包括若干个双向电动机、传动装置和控制电路（包括控制开关）3个主要部分，其结构和电机的安装位置分别如图5 和图6所示。图5典型电动座椅的结构
图6座椅电动机的安装位置
双向电动机产生动力，传动装置可以把动力传至座椅，通过控制开关实现座椅不同位置的调节。
（l）电动机电动座椅中使用的电动机一般为永磁式双向直流电动机。它通过控制开关来改变流经电机内部的电流方向，从而实现转动方向的改变。
（2）传动装置电动座椅的传动装置主要包括变速器、联轴节、软轴及齿轮传动机构等。变速器的作用是降速增扭。电动机轴分别与软轴相连，软轴再和变速器的输入轴相连，动力经过变速器的降速增扭以后，从变速器的输出轴输出，变速器的输出轴与蜗杆轴或齿轮轴相连，最终蜗轮蜗杆或齿轮齿条带动座椅支架产生位移。
（3）控制电路如图7所示为雷克萨斯LS400轿车电动座椅控制电路（不带储存功能），该电动座椅包括滑动电机、前垂直电动机、倾斜电动机、后垂直电动机和腰椎电动机，可以实现座椅的前后移动、前部高度调节、靠背倾斜程度调节、后部高度调节及腰椎前后调节。
图7 雷克萨斯LS400轿车电动座椅控制电路（不带储存功能）
电路中有5个开关，分别控制5个电动机。开关有一个共同特点：均为常搭铁型结构，即电动机没有动作时，电动机两端通过开关搭铁；当开关打向其一侧
时，动作侧开关接通电源。每个电动机中均设有断路器，当座椅位置调整到极限时，流过电动机的电流增加，断路器断开，切断电动机电流，保护电动机不被烧损；松开调整开关，冷却后，断路器又重新复位。下面以座椅靠背的倾斜调节为例，介绍电路的控制过程。
当电动座椅的开关处于倾斜位置时，如果要调整靠背向前倾斜，则闭合倾斜电机的前进方向开关，即端子4置于左位时，电路为：蓄电池正极→FLALT→FLAM1→DOOR CB→端子14→（倾斜开关“前”）→端子4→1（2）端子→倾斜电动机→2（l）端子→端子3→端子13→搭铁。此时，座椅靠背前移。
当端子3置于右位时，倾斜电动机反转，座椅靠背后移。此时的电路为：蓄电池正极→FLALT→FLAM1→DOOR CB→端子14→（倾斜开关“后”）→端子3→2（l）端子→倾斜电动机→1（2）端子→端子4→端子13→搭铁。
三、座椅加热系统
1、加热速度不可调式座椅加热系统
图8为北京现代索纳塔轿车电动座椅加热电路图。该电路可以对驾驶员座椅和副驾驶员座椅同时进行加热，也可以分别加热。其中，座椅加热线圈和靠背加热线圈是串联连接。
其工作过程如下：
（l）若只需对驾驶员座椅进行加热，只关闭左前座椅加热开关。电路为：电源→熔断丝15→端子12→端子M21→加热开关→端子4→恒温器开关→座椅加热丝→靠背加热丝→搭铁。此时，只对驾驶员的座椅进行加热，同时驾驶员座椅加热指示灯（IND）点亮。单独对副驾驶员座椅加热时的电路分析相同。
（2）若要对两个座椅同时加热，则两座椅的加热开关同时接通，此时，两座椅的座椅加热丝和靠背加热丝串联以后再并联，两指示灯同时点亮，电路分析不再赘述。
2.加热速度可调节座椅加热系统
上图为其电路，此座椅加热器的加热速度可以调节。驾驶员和副驾驶员座椅的加热器和加热控制开关相同。其中HI表示高位加热，LO表示低位加热。该座椅加热系统可以单独对驾驶员侧或副驾驶员侧的座椅进行加热，也可以同时对两座椅进行加热。下面以驾驶员侧的座椅加热器为例，分析其工作过程。
（l）当加热器开关断开时，加热系统不工作。
（2）当加热器开关处于“HI”位置时，电流首先经过点火开关给座椅加热器的继电器线圈通电，线圈产生磁场使继电器开关闭合。此时，加热器的电路为：蓄电池“+”→熔断丝→继电器开关→加热器开关端子5，然后电流分为三个支路：一路经指示灯→继电器端子4→搭铁，指示灯亮；另一路经加热器开关
端子6→加热器端子A1→节温器→断路器→靠背线圈→搭铁；还有一路经加热器开关端子6→加热器端子A1→节温器→断路器→座垫线圈→加热器端子A2→加热器开关端子3→加热器端子开关4→搭铁。此时，靠背线圈和座垫线圈并联加热，加热速度较快。
（3）当加热器开关处于“LO”位置时，电流流向为：蓄电池“+”→熔断丝→继电器开关端子5，然后分为两个支路：一路经指示灯→加热器端子4→搭铁，低位指示灯亮；另一路经加热器开关端子3→加热器端子A2→加热器座垫线圈→加热器靠背线圈→搭铁。此时，靠背线圈和座垫线圈串联加热，电路中电流较小，因此加热的速度较慢。
四、自动座椅
自动座椅是带存储功能的电动座椅，它是人体工程与电子技术相结合的产物，它能自动适应不同体型的乘员乘坐舒适性的要求。
该座椅的调整装置除能改变座椅的前后、高低、靠背倾斜及头枕等的位置外，还能存储座椅位置的若干个数据（或信息），只要乘员一按按钮，就能自动调出座椅的各个位置，如果此时不符合存储数据（或信息）的乘员乘坐，汽车便发出蜂鸣声响信号，以示警告。自动座椅现已在中高档轿车中广泛采用。
1．自动座椅的基本组成及工作原理
如下图示，自动座椅的基本结构及驱动方式与普通电动座椅相似，不同之处是附加了一套电子控制系统。电子控制系统有两套控制装置，一套是主动的，它包括电动座椅开关、腰垫开关、腰垫电动机以及一组座椅位置调整电动机等，根据需要通过相应的座椅开关和腰垫开关来调整，此套控制方式与普通电动座椅完全相同；另一套是自动的，它包括一组位置传感器、储存和复位开关、ECU及与手动系统公用的一组座椅位置调整电动机。
此套装置可以根据位置传感器的信号将座椅位置储存起来，以备下次恢复座椅位置时使用。两套装置驾驶员可以根据不同需要，通过操纵储存与复位开关选择使用
其动作方式有座椅前后滑动调节、座椅前部的上下调节、座椅后部的上下调节、靠背的倾斜调节、头枕的上下调节及腰垫的前后调节等。其中腰垫的前后调节是通过腰垫开关和腰垫电动机直接控制的，并无存储功能。驾驶员通过操纵电动座椅开关可以控制其余的五种调整。当座椅位置调好后，按下储存和复位开关，电控装置就把各位置传感器的信号储存起来，以备下次恢复座椅位置时再用。当下次使用时，只要一按位置储存和复位开关，座位ECU便驱动座椅电动机，将座
椅调整到原来位置。
1—前后调节2—靠背倾斜调节
3—上下调节4—头枕前后调节
5—座椅前部调节6—侧背支撑调节
7—腰椎支撑调节8—头枕上下调节
2．座椅位置传感器
要实现座椅位置的记忆与恢复，则必须有座椅位置传感器。它主要有两种形式.
滑动电位器式自动座椅位置传感器的结构图
1—滑块2—齿轮（电动机驱动）3—电阻丝
(1)一种是滑动电位器式，滑动电位器式位置传感器主要由座椅电动机驱动的齿轮、电阻丝以及在其上滑动的滑块组成。它的工作原理是，当电动机驱动座椅的同时，也驱动齿轮2带动螺杆，驱动滑块1在电阻丝3上滑动，从而将座椅位置信号转变成电压信号输入给ECU。
霍尔式自动座椅位置传感器的结构图
(2)霍尔式位置传感器主要由永久磁铁、霍尔集成电路等组成。永久磁铁安装在由电动机驱动的转轴上，由于转轴的旋转而引起通过霍尔元件磁通量的变化，从而霍尔元件产生霍尔电压，再经霍尔集成电路进行放大并处理，然后取出旋转的脉冲信号输入ECU。
装置名称功能
ECU 座椅ECU控制自动座椅的电流通断、存储执行和复位动作。当收到来自自动座椅开关的输入信号后，在ECU内部的继电器动作，控制自动座椅运动。座椅的存储和复位由电驱动的倾斜和伸缩ECU和座椅ECU之间的相互联系进行控制
自动座椅开关该开关接通时向ECU输入滑动、前垂直、后垂直、倾斜或头枕位置信号位置储存和复位开关通过倾斜和伸缩ECU将记忆和复位信号输送给座椅ECU
腰垫开关该开关接受来自DOOR CB的电源。直接控制腰垫电动机的转向和电流的接通与关断。该开关不接至ECU，而且调整位置不能储存在复位用的存储器中
位置传感器该传感器将每个电动机（滑动、前垂直、后垂直、倾斜和头枕）位置信号送至ECU，用做存储和复位
电动机这些电动机由来自自动座椅ECU或腰垫开关的电流驱动，用来直接驱动座椅的各部分。每个电动机具有内设电路断路器
编号代号端子名称
编
号
代号端子名称
编
号
代号端子名称
汽车电动座椅 一、汽车电动座椅的分类 在一些高级轿车中，乘客的电动座椅控制系统依靠电力可以实现座椅滑行、倾斜的调整；驾驶员的电动座椅控制系统不仅可以实现座椅滑行、倾斜的调整，而且还可以实现前垂直、后垂直、头枕和腰垫位置的调整，有的还带有位置存储功能。 电动座椅的类型根据分类方式的不同可分为以下几种： 1．根据使用电动机的数量分类 根据使用电动机的数量，电动座椅可分为单电动机式、双电动机式、三电动机式和四电动机式等。 （1）单电动机式单电动机式只能对电动座椅的前后两个方向进行调整。（2）双电动机式双电动机式可以对电动座椅的4个方向进行调整，即不仅前后两个方向的位置可以移动，其高低也可以进行自动调整。 （3）三电动机式三电动机式可以对电动座椅的6个方向进行调整，即不仅能向前后两个方向移动，还可分别对座椅的前部和后部的高低进行调整。 （4）四电动机式四电动机式的调整功能除了具有以上三电动机式的调整功能以外，还可对靠背的倾斜度进行调整。 电动座椅装用的电动机最多可达8个，除了保证上述基本运动外，还可对头枕高度、座椅长度和扶手的位置进行调整。 2．根据有无加热器分类 根据有无加热器，电动座椅可分为无加热器式与有加热器式两种。有加热器式电动座椅可以在冬季寒冷的时候对座椅的坐垫进行加热，以使驾驶员或乘客乘坐更舒适。 3．根据有无存储功能分类 根据有无存储功能，电动座椅可分为无存储功能与有存储功能两种。有存储功能的电动座椅，可以将每次驾驶员或乘客调整电动座椅后的数据存储下来，作为以后重新调整座椅位置时的基准。 此外，在座椅中还附加了一些特种功能的装置，如在气垫座椅上使用电动气泵，对各个专用气囊（腰椎支撑气囊、侧背支撑气囊、座位前部的大腿支撑气囊）
汽车电动座椅的结构和工作原理 中车在线网2010-08-12 现代轿车的座椅多是电动可调的，又称电动座椅。人们对轿车舒适性的评价多是通过座椅感受的，所以轿车上配备的电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求，即驾驶者通过操纵键，不仅能使驾驶者获得最好的视野，便于操纵方向盘、踏板、变速杆等，还可以将座椅调整到最佳的位置上，获得最舒适和最习惯的乘坐角度。为了满足这些要求，汽车厂家不断采用机械和电子技术手段，制造出可调整的电动座椅。 在座椅造型方面，应充分考虑人体身高、重量、乘坐姿势和重量分布等因素，应用人体工程学等先进技术，制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅，如图1所示，可调式电动座椅应按人体轮廓要求设计，能为人体的头部、背部、腰部和臀部提供最佳位置，有些还具有加热功能，在寒冷天气可使乘坐更加舒适。由于座椅还起到车厢装饰的作用，因此座椅面料的颜色要与车厢的总色调配合一致，且手感柔和、质地优良，使人们一坐上去就有一种舒适的感觉。 轿车的电动座椅系统由双向电动机、传动机构、调节控制电路等组成。 1、电动机的布置 电动机的个数取决于座椅的调节功能的范围，同时必须体积小，负荷能力要大；如果只是调节座椅前后移动，仅需要一个电动机即可实现。在此功能的基础之上再加装二个电机，就可以实现座椅的上下升降、座椅前后端的升降。这就是我们常说的六向移动座椅，装配三个电机即可以实现。如图1所示为电动座椅位置图。很多高级轿车还增加了调整头枕、腰部调节、扶手调节、座椅长度等功能，这些功能的增加都是为了使乘坐者更加舒适。所有这些功能的实现都必须通过电机带动传动机构来实现。
图1 电动座椅部件位置图 2、传动机构的类型 要求座椅传动机构运行时有十分良好的平稳性，噪音要低。现代轿车的电动座椅的传动机构一般有蜗轮蜗杆传动、驱动钢丝传动等类型。 蜗轮蜗杆传动的传动部件有蜗杆轴，蜗轮、齿轴和齿条等。如图2所示，调整时，蜗杆轴在电动机的驱动下，带动蜗轮转动，从而将齿轴旋入或旋出，即座椅下降或上升。如果蜗轮又与齿条啮合，蜗轮转动将齿条移动，即令座椅前移或后移。6向可调式电动座椅采用3个可以倒转的电机来操作座椅。座椅的前部和后部由不同的电机控制，它还可以被独立地升高和降低。第三个电机控制前/后移动。 图2 电动机驱动蜗轮蜗杆
汽车座椅结构与设计 刘洪杰 [摘要]我国的汽车工业起步较晚，技术落后和缺乏自主研发能力等长期存在的问题仍未得到根本解决。而汽车座椅是人与汽车直接接触的界面，人们驾驶汽车的舒适性主要与座椅有关。随着科学技术的发展和生产力的提高，人们对工作生活休息质量的要求也不断提高，以前的那种从产品到人的设计模式已不能满足日益丰富的工业产品的生产以及广大消费者对工业品的期望。这就要求产品设计者在设计产品的时候能充分将人的因素、产品使用的环境因素合理地、科学地运用其中，在设计中必须将人的因素贯穿在整个设计的始终。 技术的发展要围绕人的需求来展开，产品和环境的实际要更好地适应和满足人类的各种需求，这种观点已逐渐在产品的实际生产者和消费者中形成共识。现代的工业设计师已经意识到产品是否能够被用户接受及被接受的程度不仅仅取决于产品的市场因素，而且越来越多的取决于产品的外观造型和人机工程学设计。 汽车是二十世纪最显著的人文标志之一，它改变了人们的生活方式以及对时空和价值的观念，为丰富人类社会的物质生活和精神文明作出了巨大贡献。本文研究了人的坐姿舒适度及生理特征，研究了人与座椅的人机关系，在这一基础上，结合我国汽车座椅的实际和使用现状，找出现有汽车座椅的不足，以人机工程学、人体测量学、统计学、生理学和汽车设计等学科的理论为依据，对汽车座椅设计进行了综合研究[关键词]汽车座椅工艺设计人机工程 1.汽车座椅概述 1.1汽车座椅的组成 以汽车驾驶员座椅为例，其主要由以下零部件组成:坐垫，骨架、靠背骨架、头枕、泡沫、面套、调角器、滑轨、调节机滑轨，调节机构，塑料装饰件。汽车座椅的组成如图1所示 图1 汽车座椅组成 1.2座椅的分类 汽车座椅根据其使用位置可分为前排、中排、后排座椅。其中，前排座椅一般为驾驶员座椅和副驾驶
浅析汽车电动座椅结构及工作原理 本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！ 现代轿车的驾驶者希望驾驶者乘员在了解掌握了这些功能后，获得舒适愉悦的驾乘体验。座椅和前部乘员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件，为了使驾驶者获得最好视野，得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件的便利，还可以获得最舒适和最习惯的乘坐角度。为了满足这些要求，世界汽车生产大国的有关厂家都竟相采用机械和电子技术手段，制造出可调整、叫一加热并带记忆功能的电动座椅。 1电动座椅自动调节功能 座椅由4个直流电机牵引，其中高度调节电机2个，水平调节和靠背调节电机各1个;直流电动机电枢电压为12V，电源从汽车电瓶上获得。汽车座椅自动控制系统由内部带有非易失性数据存储器的C8051F311单片机、驱动模块、传动机构及操作手柄构成。电动机的转速和座椅的位置信息由安装在电机上的霍尔传感器检测，经整形和放大后送入单片机，构成系统的速度反馈。
汽车电动座椅是在传统的汽车座椅上安装直流电动机、蜗轮结构、传动轴，一起组成传动机构，牵引座椅移动;在汽车座椅的下面垂直安装两个直流电动机，以支撑驾驶者在垂直方向做上下移动;在座椅的靠背方向安装一个直流电动机，用来控制座椅靠背的角度变化;在座椅的水平方向安装一个直流电动机，用来控制汽车座椅在水平方向前后移动。操作手柄上设有多个手动调节按键，通过手动调节控制直流电动机，改动传动轴的行程和方向，从而调节汽车座椅的位置，如座椅上下位置、前后位置及靠背的角度变化;并设有多个存储按键，用来记忆或恢复座椅的位置信息。在控制系统上安装有一个自学习按键，用来自动测量座椅在汽车内部所能移动极限位置，防比座椅在到达极限位置后使电动机长时问工作在堵转状态而烧毁。 2电动座椅的座椅记忆功能 汽车座椅记忆功能的设计原理是:通过手动调节按键手动控制座椅各方向的电动机，使座椅到达感觉最舒适的位置，同时计算各电机上霍尔传感器所产生的脉冲数(即座椅的位置信豁，然后按下存储按键时问超过3秒，系统将此时座椅各电动机的位置信息存入FLASH ROM的指定单元中，则完成座椅位置的记忆。当需要恢复所记忆的座椅位置时，按下相应的存储按
汽车电动座椅原理汽车电动 座椅类型、组成 一、电动座椅的类型 在一些高级轿车中，乘客的电动座椅控制系统依靠电力可以实现座椅滑行、倾斜的调整；驾驶员的电动座椅控制系统不仅可以实现座椅滑行、倾斜的调整，而且还可以实现前垂直、后垂直、头枕和腰垫位置的调整，有的还带有位置存储功能。 电动座椅的类型根据分类方式的不同可分为以下几种： 1．根据使用电动机的数量分类 根据使用电动机的数量，电动座椅可分为单电动机式、双电动机式、三电动机式和四电动机式等。 （1）单电动机式单电动机式只能对电动座椅的前后两个方向进行调整。 （2）双电动机式双电动机式可以对电动座椅的4个方向进行调整，即不仅前后两个方向的位置可以移动，其高低也可以进行自动调整。 （3）三电动机式三电动机式可以对电动座椅的6个方向进行调整，即不仅能向前后两个方向移动，还可分别对座椅的前部和后部的高低进行调整。 （4）四电动机式四电动机式的调整功能除了具有以上三电动机式的调整功能以外，还可对靠背的倾斜度进行调整。 电动座椅装用的电动机最多可达8个，除了保证上述基本运动外，还可对头枕高度、座椅长度和扶手的位置进行调整。 2．根据有无加热器分类 根据有无加热器，电动座椅可分为无加热器式与有加热器式两种。有加热器式电动座椅可以在冬季寒冷的时候对座椅的坐垫进行加热，以使驾驶员或乘客乘坐更舒适。 3．根据有无存储功能分类 根据有无存储功能，电动座椅可分为无存储功能与有存储功能两种。有存储功能的电动座椅，可以将每次驾驶员或乘客调整电动座椅后的数据存储下来，作为以后重新调整座椅位置时的基准。 此外，在座椅中还附加了一些特种功能的装置，如在气垫座椅上使用电动气泵，对各个专用气囊（腰椎支撑气囊、侧背支撑气囊、座位前部的大腿支撑气囊）进行充气，起到调节支撑腰椎、侧背、大腿的作用。具有8种功能的电动座椅如图6 一 1 所示，具有全方位可调节功能的电动座椅如图 6 一2 所示。
汽车电动座椅 (2) 第一节汽车电动座椅类型、组成 (2) 一、电动座椅的类型 (2) 二、电动座椅的组成 (3) 第二节普通电动座椅 (6) 一、基本组成 (6) 二、典型电动座椅电路 (8) 第三节座椅加热系统 (10) 一、加热速度不可调式座椅加热系统 (11) 二、加热速度可调节座椅加热系统 (12) 第四节自动座椅 (13) 一、自动座椅的基本组成与工作原理 (14) 二、自动座椅的位置记忆与恢复 (19) 三、自动座椅的使用与检测 (21) 第五节汽车电动座椅的检修 (22) 一、电动座椅主要部件的检测 (22) 二、电动座椅故障的检修方法 (23) 第六节典型故障案例分析 (25) 一、广州本田雅阁2.3L轿车电动座椅所有调节开关无法调节 (25) 二、克莱斯勒300C轿车电动座椅不能调节 (26)
汽车电动座椅 第一节汽车电动座椅类型、组成 一、电动座椅的类型 在一些高级轿车中，乘客的电动座椅控制系统依靠电力可以实现座椅滑行、倾斜的调整；驾驶员的电动座椅控制系统不仅可以实现座椅滑行、倾斜的调整，而且还可以实现前垂直、后垂直、头枕和腰垫位置的调整，有的还带有位置存储功能。 电动座椅的类型根据分类方式的不同可分为以下几种： 1．根据使用电动机的数量分类 根据使用电动机的数量，电动座椅可分为单电动机式、双电动机式、三电动机式和四电动机式等。 （1）单电动机式单电动机式只能对电动座椅的前后两个方向进行调整。 （2）双电动机式双电动机式可以对电动座椅的4个方向进行调整，即不仅前后两个方向的位置可以移动，其高低也可以进行自动调整。 （3）三电动机式三电动机式可以对电动座椅的6个方向进行调整，即不仅能向前后两个方向移动，还可分别对座椅的前部和后部的高低进行调整。 （4）四电动机式四电动机式的调整功能除了具有以上三电动机式的调整功能以外，还可对靠背的倾斜度进行调整。 电动座椅装用的电动机最多可达8个，除了保证上述基本运动外，还可对头枕高度、座椅长度和扶手的位置进行调整。 2．根据有无加热器分类 根据有无加热器，电动座椅可分为无加热器式与有加热器式两种。有加热器式电动座椅可以在冬季寒冷的时候对座椅的坐垫进行加热，以使驾驶员或乘客乘坐更舒适。 3．根据有无存储功能分类 根据有无存储功能，电动座椅可分为无存储功能与有存储功能两种。有存储功能的电动座椅，可以将每次驾驶员或乘客调整电动座椅后的数据存储下来，作为以后重新调整座椅位置时的基准。 此外，在座椅中还附加了一些特种功能的装置，如在气垫座椅上使用电动气泵，对各个专用气囊（腰椎支撑气囊、侧背支撑气囊、座位前部的大腿支撑气囊）进行充气，起到调节支撑腰椎、侧背、大腿的作用。具有8种功能的电动座椅如图6 一 1 所示，具有全方位可调节功能的电动座椅如图 6 一2 所示。
摘要 现在的生活中，随着人们生活水平的提高，汽车已经成为人们必不可缺的交通工具。汽车座椅的舒适度密切关系着驾驶员出行，座椅的不适可能引起驾驶员产生较大的不舒适感，从而影响驾车质量，即而增加了交通事故发生的概率。而现今为止，汽车座椅位置的调节基本有两大方式，一是传统的采用基于手动调节方式的机械，这种方式现在仍广为运用，二是较为先进的电动控制。本文所设计的就是使用51系列单片机控制的电动座椅控制系统。采用几个开关来控制电机的正反转，从而可以方便的调节座椅的位置，使驾驶员能够根据自己的需求有效的增加驾驶的舒适度。本文主要由垂直方向，水平方向，靠背倾角三个方向调节座椅的位置，并使用行程开关防止电机在极限位置继续运转而烧毁。 关键词：电动座椅、89C52单片机、双向直流电机、位置传感器
第一章绪论 1.1 电动座椅研究的背景 如今，汽车的功能已不单纯是代步，还代表着身份等。汽车座椅也不再是简单的一个座椅。而是应市场需求，被厂家赋予了更多的功能。比如温度湿度的控制功能、自动按摩功能等等，都是人们追求更高生活质量在汽车座椅设计上的体现。除了汽车座椅整体的变化外，汽车座椅面料也在发生着变化。总体看来，汽车座椅面料的发展方向是：通过大力创新，提升自主开发设计能力，在用料的考究上，织纹与材质色彩的协调上，力求表现产品的经典、尊贵等特点，突出多样化、个性化，以应对众多消费群体挑剔的选择。因此，未来汽车座椅面料应综合体现它的美学要求、性能要求、安全要求、卫生要求及环保要求等方面的内容。 1.2 电动座椅研究的意义 驾驶座椅状态主要是指驾驶座椅与方向盘距离的远近，座椅面的高低和座椅靠背的俯仰角度。而驾驶员座椅状态是否合适，将直接影响到驾驶员的身心状态以及视野大小，从而影响到行车安全。而实现座椅状态在人员要求下的自动调整，将会使得调整变得轻松和快捷。现如今，座椅的舒适性不仅要让驾乘人员坐在座椅上时感到舒服，还应综合考虑驾乘人员的各种感官知觉(比如视觉、触觉、听觉和嗅觉)、心里感觉和功能性感觉(是否符合人际工程)等，这将在未来的座中变得越来越重要。电动座椅、座椅加热的通风装置、双密度的坐垫泡沫等技术的普及也将大大提升座椅的舒适性。而且，在今天座椅的设计和开发过程更注重采用绿色环保材料，例如采用可再生的原材料生产坐垫等用品。另外，轻量化的产品设计，即采用更少的材料也是提高产品环保性的一大举措。 电动座椅是指以电动机为动力，通过传动装置和执行机构来调节座椅的各种位置，为驾驶员提供便于操作、舒适而又安全的驾驶位置；为乘客提供不易疲劳、舒适而又安全的乘坐位置。按人体工程学的要求，座椅必须具有良好的静态与动态舒适性。其外形必须符合人体生理功能，在不影响舒适性的前提下，力求美观大方。座椅应采用最经济的结构，尽可能地减少质量。随着人们生活水平的提高，对汽车座椅的舒适性要求也越来越高，要求对汽车座椅地调节能够更加简单、方便、快捷。更简单更轻松的调整座椅位置，减轻驾驶疲劳，使人更舒适的操控汽车。汽车电动座椅以驾驶者的座椅为主。从服务对象出发，电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求。也就是说驾驶者通过键钮操纵，既可以将座椅调整到最佳的位置上，使驾驶者获得最好视野，得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件的便利，还可
摘要 座椅是与人接触最密切的部件，人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。现代轿车的驾驶者座椅和前部乘员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。因此，电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。 轿车电动座椅以驾驶者的座椅为主。从服务对象出发，电动座椅必须要满足便利性和舒适性两大要求。也就是说驾驶者通过键钮操纵，既可以将座椅调整到最佳的位置上，使驾驶者获得最好视野，得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件的便利，还可以获得最舒适和最习惯的乘坐角度。为了满足这些要求，世界汽车生产大国的有关厂家都竟相采用机械和电子技术手段，制造出可调整的电动座椅。 本方案设计的电动座椅由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组成。通过座椅调节器实现座椅水平前后移动、座椅上下移动、座椅靠背的角度旋转六个方向的调节。 汽车电动座椅的结构主要有: 可逆直流微型电动机( 驱动装置) 、传动装置、连接机构、蜗轮、蜗杆、滚珠丝杠、水平滑动导轨等部件组合而成。座椅由坐垫、靠背、靠枕、骨架、悬挂和调节机构等组成。 关键词：汽车电器；电动座椅；蜗轮、蜗杆、螺杆 I
Abstract the chair is contacts the closest part with the human, the people many are make to the passenger vehicle smooth appraisal through chair's feeling. The modern passenger vehicle's driver chair and the front part crew member chair many are electrically operated adjustable, also calls the electrically operated chair. Therefore, the electrically operated chair is one of immediate influence passenger vehicle quality key components. Passenger vehicle electrically operated chair by driver's chair primarily. Embarks from the target client, the electrically operated chair must satisfy the convenience and the comfortable two big requests. That is driver through keybutton operation, may also adjust the chair in the best position, causes the driver to obtain the best field of vision, obtains easy to operate operation and so on steering wheel, footboard, gearshift lever conveniences, but may also obtain is most comfortable and the most custom rides the angle. In order to satisfy these requests, the world automobile production power's related factory unexpectedly uses the machinery and the electronic technology method, makes electrically operated chair which may adjust. This scheme is a kind of mechanical design and manufacturing, ergonomics and electronic technology combining can adjust the electric chair eight direction. General electric chair system by two-way motor and transmission device and seat regulator, etc. Through the seat regulator seat level movement, realize front seats and seat move after the end of the move, the seat of the direction of rotation Angle of eight. The auto electric chair of the structure are mainly: reversible dc micro motors (drives), transmission device, the connection, Angle transfer worm and worm, ball screw, horizontal sliding guide etc. Electric chair cushion, seat, by magic, skeleton, suspension and adjusting mechanism etc. Keywords:Automotive Electrical; electric chair; turbine, worm, screw II
0 引言 汽车座椅属于汽车的基本装置是汽车的重要安全部件。在汽车中它将人体和车身联系在一起直接关系到乘员的驾乘舒适性和安全性。一百多年来，随着汽车的发展和人们要求的不断提高汽车座椅已不再是单纯满足乘坐和美观需要的车身部件而是关系到汽车的驾乘舒适性和安全性集人机工程学、机械振动、控制工程等为一体的系统工程产品。随着我国汽车工业的迅猛发展人们对汽车的乘坐舒适性及安全性等方面的要求越来越高。其中作为影响汽车舒适性和安全性的重要内饰部件——汽车座椅的设计、研发已越来越引起汽车业界的重视。 本毕业设计分析了人与座椅的人机关系，并且结合我国国民对汽车座椅的使用要求，以人机工程学、汽车设计等学科的理论为依据，以国家和国际标准为准则，对驾驶座椅进行了设计。，从人的安全、健康的角度，现代人越来越多地的时间在汽车中度过，座椅的安全与舒适直接影响到人们的健康与安全。尤其是对人们脊椎的伤害。从社会的角度，汽车走进千家万户，人们对汽车的情感也有所转变，从以前的遥远、到现在的占有，将来必将转变为挑剔。因此汽车座椅的发展也要跟上时代的步伐，所以本设计进行汽车八方向座椅结构设计。
1 轿车电动座椅的介绍 轿车的座椅是衡量轿车档次的重要依据，因此轿车设计师十分重视电动座椅的设计，从材料到形状，尽量做得完美无缺。在造型方面，充分考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等因素，应用人体工程学的研究成果和先进技术，制造出乘坐舒适、久坐不乏的座椅。 1.1桥车的国内外研究现状及发展水平的相关介绍 目前国内汽车座椅基本上是一种固定的姿势，人长时间保持一种相对稳定的坐姿很容易疲劳，从提高驾乘人员舒适度的角度，给出一种新型电动座椅的设计思路。对于可以调节的汽车电动座椅的研究，国内发现尚少。尤其在目前，国内市场上所见电动座椅大多出现在进口汽车上，汽车电动座椅有两向移动、四向移动、六向移动等多种类型。两向电动座椅只能作前后水平移动：四向电动座椅除前后水平移动外，还可以升降：六向电动座椅除了够控制上述移动外，座椅的座位前部和靠背还可以分别升降。大多数电动座椅使用永磁型电动机，通过装在左座侧板上或左门扶手上的肘节式控制开关控制电流路线和方向。可使某一电动机按不同方向转动。大多数永磁型电动机内装有断路器，以防电动机过载。许多福特汽车电动座椅的电动机在磁铁外壳内装有3个独立的电枢。有的电动座椅使用串激电动机(如通用公司生产的某些汽车)，用2个磁场线圈使电动机能作双向转动。这种电动机一般使用继电器以控制电流方向，因此当开关换向时，可以听到继电器吸合的咔嗒声。电动座椅使用的电动机的数量多的可达8个。本方案是一种机械设计制造学、人体工程学与电子技术相结合的八个方向(座椅水平平行前后移动、座椅前端上下升降、座椅后端上下升降、座椅靠背的角度旋转)调节。汽车电动座椅一般由双向电动机、传动装置和座椅调节器等组威。传动装置包括变速器、联轴装置和电磁阀。座椅调节器的主要部件是螺旋千斤顶和齿轮传动机构。传动装置和座椅调节器之间用软轴连接。通过座椅调节器实现对座椅的调节。方案的思路就是电动座椅是利用电动机的动力来调整座椅位置、靠背的倾斜度等，自动适应不同体型的驾驶员与乘员的乘坐舒适性要求。 现代轿车的驾驶者座椅和前部成员座椅多是电动可调的，又称电动座椅。座椅是与人接触最密切的部件，人们对轿车平顺性的评价多是通过座椅的感受作出的。因此电动座椅是直接影响轿车质量的关键部件之一。轿车电动座椅以驾驶者的座椅
科技展望 2016/02 汽车电动座椅控制系统的设计与实现 朱 辉 孟 妮 （陕西工业职业技术学院汽车与物流学院，陕西 咸阳 712000） 【摘 要】汽车电动座椅驱动控制器是整个电动座椅设计为重要的构建，有着较高的设计难度和生产难度。本文以BLDCM电动座椅控制系统为例，从整个系统设计的具体要求着手，重点对其控系统的软硬件进行了分析和阐述，希望给行业相关人士一定的参考和借鉴。 【关键词】汽车电动座椅 控制系统 1前言 近年来，随着经济及科技的迅猛发展，人们的生活水平也得到了较大幅度的提升，汽车成为当前人们出行的重要代步工具。早于2007年，我国政府就针对汽车零部件制定了专项发展规划。作为汽车的主要装置之一，在国内市场上，汽车电动座椅仍旧以合资品牌为主，且主要装配早中高档汽车中。而作为其中最为关键的构建，电动座椅的驱动控制器是设计和生产的重点和难点。 2系统设计要求 （1）有效实现基于BLDCM汽车电动座椅的位置与速度控制；（2）有效实现电动座椅前后、上下、前部支撑、腰椎前后及上下、靠背斜度及高度等七个角度的位置调节。（3）科学实现手动调节、位置记忆以及依据乘客体重及腰椎高度进行的职能调节。（4）键盘操作和液晶显示功能得以实现。众所周知，传感器、微控制器、驱动装置、键盘、执行结构及显示器等共同组成了汽车电动座椅的控制系统。其中，位置传感器直接运用了无刷直流电动机的内置霍尔传感器，微控制器使用的是飞思卡尔的MC9S12XS，执行结构直接使用了12V无刷直流电动机，逆变电路使用的是三相桥式全控逆变电路，驱动芯片运用的是MC33035。在实际操作过程中，单一自由度调节的汽车电动座椅是由一个电机组成的位置控制体系，而选用速度环、电流环及位置环三环控制方式的目的是为了确保电动座椅位置调节的精准性和稳定性。具体来说，速度环和电流环是由专用驱动芯片MC33035和电机组成的，而位置环则是由微控制器和电机两部分构成。 3系统硬件设计 3.1微控制器最小系统设计 在本文中，电子控制单元ECU使用的是飞思卡尔的MC9S12XS16位微控制器。设计外围电路是MCU开始工作的前提和基础，首先需要解决的是复位电路和时钟电路的设计问题，复位电路指的是按键复位和上电复位，而时钟电路指的是将8MHz设置为工作的主要频率。其次需要对背景调试模式(BDM)及在线调试（OCD）进行设计。基本的调试工作可以通过BDM接口完成，比如读写内存、下载程序、设置断点、单步执行程序、读写寄存器、运行或者停止程序等。 3.2体重和腰椎高度传感器 显示器主要是用于对电动座椅的实时状态及人机交流的信息加以显示，键盘则是用来实现对电动座椅具体指令的操作。通常情况下，会选择液晶显示器作为电动座椅的显示器，而具体选择编码键盘还是矩阵键盘则需要依据实际情况而定。乘客体重和腰椎高度测量需通过相应的传感器来完成，并为方便乘客进行智能调节提供重要的参考依据。 3.3电机驱动电路设计 无刷直流电动机驱动装置的主要作用分为下面几个方面：第一，对电机的启动、控制以及停止等相关信号加以接受；第二，依据正反转及霍尔位置信号，有效实现电动座椅的启动、控制和停止等系统的操作；第三，对速度指令加以接受，其中信息获得主要是靠传感器来获取，并用来调节和控制电机的转动速率。 3.4存储电路设计 一般而言，需要运用存储器对电机的实时位置信息及需断电记忆汽车座椅位置进行等进行存储。一般可以使用一个4kb 的X25040芯片的外置存储芯片作为电动座椅控制系统的存储芯片，其是基于SPI总线实现对存储芯片的读写操作。 3.5电源设计 具体来说，整流电路、全桥逆变电路、滤波电路、整流电路、稳压电路等共同组成了全桥结构直流变压器。其中，电压变压器的原边和副边的比例分别为2和0.417；整流电路则是由整流二极管构成的；滤波电路是由大小二个电容并联构成的，其能够合理消除平滑输出电压的高频干扰；三端集成稳压器组成了电动座椅控制系统的稳压电路，从而削弱汽车负载变化及电网波动对整个电压产生的影响。 4系统软件设计 4.1系统主程序设计 一般来说，汽车电动座椅控制系统的主程序是由系统初始化、系统控制过程及系统键盘响应三部分组成。启动整个系统之后，首先要对包含汽车状态在内的初始化检测，然后对系统硬件进行初始化，最后依据检测结果对系统启动是否正常予以判断。而所谓的系统控制过程指的是依据按键键值的检测结果执行具体的操作；系统键盘响应指的是对按键以及按键键值正常与否进行的检测。 4.2体重和腰椎高度测量程序设计 所谓模拟量指的是电动座椅腰椎高度和体重传感器输出信号的一种形式，所以，需要对其进行相应的滤波整形之后，才可以接入相应的MC9S12XS微控制器的A/D转换引脚。在系统正常运行过程中，只需要对腰椎高度和体重测量子程序进行调节，系统便可以得到所需要的腰椎高度和体重值。 4.3电机位置控制程序设计 通过对专用驱动芯片的使用可以有效实现无刷直流电动机的驱动，而通过微控制器则可以实现对电机的制动、选择、正方向控制等方面的相关操作，同时通过微控制器的使用，还能够对电机内置霍尔传感器反馈的位置信息加以接受。 4.4位置调节和记忆程序设计 电机的位置调节和记忆程序的主要作用是对其位置的自动调节和记忆进行存储。其中，记忆过程指的是把目前电动座椅七个电机位置信息精准存入指定位置；自动调节过程指的是运用存储程序获知预调节位置的具体信息，这一过程主要是通过内置霍尔传感器来完成，然后启动电机位置控制程序完成自动调节功能。 5结语 总而言之，作为汽配重要配件之一，汽车电动座椅是现代汽车工业不断进步的标志，只有对其设计和制造工艺进行不断改进，才能有效满足现代人们对于汽车驾驶舒适度的要求，特别电动座椅面料的选择更是对座椅功能的发挥起到了非常重要的作用。同时，作为一种新型座椅，汽车电动座椅也是日后汽车座椅发展的一个新的趋势和方向。 参考文献： [1]宁丹.汽车电动座椅的设计与优化[J].电子世界,2014(04):12~13. [2]赵巍,周聪.汽车电动座椅控制系统的设计与研究[J].科技信息.2011(23):36~37. 作者简介：朱辉，男，汉族，陕西西安人，就职于陕西工业职业技术学院汽车与物流学院，助教，主要研究方向为汽车检测与维修。 — 154 —