本發明涉及座椅,特別涉及一種用于座椅多向電動調節的無刷直流電機控制驅動系統。
背景技術:
1、汽車座椅的調角電機安裝于汽車座椅,用于調節座椅靠背的傾斜角度,主要包括電機體和減速箱,目前調角電機的電機體和減速箱普遍為分體式結構,且電機體多為有刷電機,其中電機體的輸出軸伸入減速箱內部驅動減速齒輪件,由于電機體和減速箱相對獨立,電機體運行時產生的振動大部分依靠輸出軸傳遞到減速箱,一來會產生較大的振動噪音,二來輸出軸承受的負荷較大,在長期運行下輸出軸容易損壞變形,導致電機使用壽命的降低。因此,現有的汽車座椅調角電機存在運行噪音較大、使用壽命較短的問題。
2、為此中國發明專利授權公告號cn214412511u公開了一種用于汽車座椅的調角無刷電機,包括電機體和減速箱,所述電機體為無刷電機,包括殼體、定子和轉子,減速箱上設有電機連接端,殼體兩端分別設有外端蓋和內端蓋,內端蓋所在端的殼體軸向延伸并套接在電機連接端的外側。
3、中國發明專利授權公告號cn214412514u公開了一種用于汽車座椅的抬升無刷電機,包括電機體和減速箱,電機體為無刷電機,包括殼體、定子和轉子,殼體兩端分別連接有外端蓋和內端蓋,連接內端蓋的殼體端設有第一連接部,減速箱上設有電機連接端,電機連接端設有第二連接部,電機體和減速箱經第一連接部與第二連接部的配合連接。
4、中國發明專利申請公布號cn107738598a公開的汽車電動座椅無刷電機集成控制系統,包括:一電機信號輸入單元;若干安裝在汽車電動座椅內的用于對汽車電動座椅進行調節的座椅電機,每一座椅電機均為根據電機控制信號進行動作的無刷電機;以及一無刷電機控制單元ecu,無刷電機控制單元ecu的電機控制信號輸入端與電機信號輸入單元連接,其電機控制信號輸出端分別與每一座椅電機的電機控制信號輸入端連接。
5、中國發明專利授權公告號cn213602510u公開了一種汽車頭枕及其無刷電機直驅傳動機構,無刷電機直驅傳動機構,包括定位支架、運動支架、絲桿及電機,運動支架設置于定位支架上,且運動支架與定位支架相互垂直設置,定位支架內沿長度方向設置一作為主軸的絲桿,運動支架設置于該絲桿上,且可隨該絲桿的轉動沿定位支架的長度方向移動;電機為無刷電機,其固定于定位支架底部,無刷電機的輸出軸與所述絲桿固定連接或一體成型,當無刷電機驅動輸出軸轉動時,絲桿隨之轉動并帶動運動支架向靠近或遠離無刷電機的方向移動。
6、上述專利均沒有涉及無刷直流電機控制驅動系統,其控制功能單一。
技術實現思路
1、本發明所需要解決的技術問題在于針對現有技術所存在的技術問題而提供一種利用同一套驅動控制系統實現復雜運動控制多種運動場景的用于座椅多向電動調節的無刷直流電機控制驅動系統。
2、為了實現上述發明目的,本發明的一種用于座椅多向電動調節的無刷直流電機控制驅動系統,包括若干無刷電機、若干電機驅動控制器和域控制器,每個電機驅動控制器控制一個無刷電機或者兩個無刷電機動作,所述電機驅動控制器通過pwm控制方式控制無刷電機,實現無刷電機的多速調節;所述電機驅動控制器與所述域控制器通訊連接。
3、在本發明的一個優選實施例中,當每個電機驅動控制器控制一個無刷電機動作時,所述電機驅動控制器集成在所述無刷電機內。
4、在本發明的一個優選實施例中,每個電機驅動控制器控制兩個無刷電機動作時,所述電機驅動控制器集成在一個無刷電機內。
5、在本發明的一個優選實施例中,還包括若干齒輪箱,每一個無刷電機驅動一個齒輪箱工作,所述電機驅動控制器集成在所述齒輪箱內。
6、在本發明的一個優選實施例中,所述電機驅動控制器集成在所述域控制器內。
7、在本發明的一個優選實施例中,在所述電器驅動控制器內集成有lin或can通訊模塊,所述lin或can通訊模塊與所述域控制器建立通訊連接。在本發明的一個優選實施例中,所述域控制器集成在座椅中。
8、在本發明的一個優選實施例中,所述域控制器為車身控制器或座椅控制器。
9、在本發明的一個優選實施例中,電機驅動控制器分析各無刷電機的速度信號和電流信號,與電機驅動控制器中設定的速度和電流值進行計算和比對,通過算法實現pwm恒速控制。
10、在本發明的一個優選實施例中,每一個無刷電機中設置有電機霍爾傳感器,通過電機霍爾傳感器實施檢測無刷電機的位置信息和運行信息,當收到位置記憶命令時,所述域電機驅動控制器保存各無刷電機的絕對位置信息,并將百分比位置信息存儲至所述域控制器的mcu中;當收到記憶位置提取命令時,所述域控制器首先向mcu提取各個無刷電機的記憶位置,然后通過電機驅動控制器驅動各個無刷電機運行至絕對記憶位置。
11、在本發明的一個優選實施例中,當本發明的用于座椅多向電動調節的無刷直流電機控制驅動系統用于座椅一鍵eze和快速翻折功能及一鍵恢復時,所述域控制器首先記憶各個無刷電機的當前百分比位置信息,然后調取電機驅動控制器mcu中記憶的對應eze功能和快速翻折功能的無刷電機絕對位置信息,通過電機驅動控制器同時高速運行至eze和快速翻折所需位置,完成一鍵功能;當收到一鍵恢復命令時,所述域控制器通過電機驅動控制器驅動無刷電機回到原來的位置。
12、在本發明的一個優選實施例中,各無刷電機運行過程中,所述電機驅動控制器能自動識別各個機構的硬擋點和設置軟擋點,即當識別硬擋點后會自動設置軟擋點,防止無刷電機再次運行到硬擋點,當下次運行至軟擋點時,電機驅動控制器控制無刷電機停機,防止無刷電機堵轉,起到保護無刷電機及機構件的作用。
13、在本發明的一個優選實施例中,所述電機驅動控制器通過啟動座椅自學習功能,可重置各無刷電機軟擋點。
14、在本發明的一個優選實施例中,座椅移動運行過程中,所述電機驅動控制器自動識別障礙物信息,即在座椅移動過程中一直跟蹤與位置對應的無刷電機的電流和速度信息,并時刻參考標準位置電流和速度信息進行比對,通過算法有效識別載荷變化,當識別有障礙物時,立即停止無刷電機的運行,達到運行時智能防夾效果,有效保護人和物。
15、在本發明的一個優選實施例中,所述電機驅動控制器通過調整各無刷電機啟動過程中的pwm參數和啟動制動時間,優化啟停舒適性。
16、在本發明的一個優選實施例中,所述電機驅動控制器中設置有虛擬熱保護單元,所述電機驅動控制器采集電機驅動電流信號、霍爾傳感器信號、電機運行時間等信息,電機驅動控制器的虛擬熱保護單元將處理后的信號輸入ecu進行熱計算,-ecu將熱計算值與熱設定值進行比較,以控制所述電機驅動控制器實現熱保護。
17、在本發明的一個優選實施例中,在所述電機驅動控制器內設置有過溫保護電路、短路保護電路、過流保護電路、堵轉保護電路、休眠及喚醒電路、hall故障識別電路、電機開路故障識別電路、故障修復電路、通信故障識別電路中的一種或任意兩種以上的組合。
18、在本發明的一個優選實施例中,所述電機驅動控制器通過無刷電機高頻率快速正反轉實現座椅振動提醒功能。
19、在本發明的一個優選實施例中,所述電機驅動控制器通過無刷電機慢速正反運行實現搖椅功能。
20、在本發明的一個優選實施例中,所有功能及算法集成在電機驅動控制器內,所述驅動控制器同時具有can或lin通信功能,域控制器或座椅控制器通過lin或can通訊僅提供命令或指令信號;所述無刷電機不集成驅動控制器而只集成霍爾電路板時,系統架構則轉化為座椅控制器或域控制器具備無刷驅動、所有功能及算法。
21、在本發明的一個優選實施例中,所述電機驅動控制器根據不同乘客重量的無刷電機運行電流的差異,通過采集無刷電機運行電流和運行位置信息,與ecu存儲的電流信息和位置信息進行計算和比對,實現乘客重量檢測、識別和分類。
22、由于采用了如上的技術方案,本發明具有如下功能:
23、1.利用pwm調速方式控制驅動無刷電機不同速度運行,實現座椅電動高低速調節。
24、2.全電動高速easy?entry功能和靠背快速翻折功能:一鍵聯動,同時高速調節指定位置;一鍵修復,同時高速調節恢復到easy?entry功能和快速翻折前座椅位置。
25、3.座椅記憶功能。
26、4.無刷電機堵轉保護,有效保護無刷電機和傳動機構。
27、5.軟擋點功能。
28、6.電動調節可閉環速度反饋,實現恒速功能。
29、7.集成智能算法實現放夾,可以有效保護乘客或行李。
30、8.軟啟動和軟制動功能,優化座椅調節舒適性。
31、9.lin或can通訊功能,可與汽車域控制器或車身控制器通訊。
32、10.座椅自學習功能。
33、11.軟件虛擬熱保護功能。
34、12.控制器診斷和其他保護功能。
35、13.座椅絕對位置檢測功能。
36、14.乘客重量檢測功能。
37、15.座椅周期運動功能。
38、本發明具有以下優點:
39、1.平臺化設計,用平臺電機搭配平臺機構件,滿足不同部位座椅調節轉矩轉速需求,實現座椅全無刷控制。
40、2.電機驅動控制器可集成在無刷電機或機構件內,能夠覆蓋傳統座椅記憶模塊的功能。
41、3.lin或can通訊功能,無刷電機或機構件可與座椅控制器、域控制器或車身控制器通訊。
42、4.無刷電機或機構件軟件智能化。
43、5.引出線少,無刷電機接插件尺寸且靈活、線束少(線束成本低、package小,重量輕)。
44、6.對座椅記憶模塊需求少(可取代座椅記憶模塊的,根據整車ee架構)。
45、7.emc性能好。