專利名稱：智能型汽車電動座椅及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車座椅，特別是一種能夠智能調(diào)整位置及角度的電動座椅及其控制方法。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)應(yīng)用于汽車工業(yè)中，然而與司機直接接觸的座椅設(shè)計卻鮮有新技術(shù)產(chǎn)生。目前，小汽車的座椅還多數(shù)采用傳統(tǒng)的機械控制結(jié)構(gòu)。它僅能靠人工扳手帶動機械傳動，對座椅的前后、靠背兩個座標進行控制，既費力又不方便。雖然現(xiàn)有少數(shù)高檔轎車已開始采用電動式控制，即使用電機帶動傳動機構(gòu)，通過相應(yīng)的操作開關(guān)實現(xiàn)對座椅的控制，采用該裝置與傳統(tǒng)機械裝置相比，省力也方便了一些，但還有明顯的不足，即每次想改變座椅位置時，均需對之進行一番調(diào)整，無法記憶，且在汽車行駛過程是不可能的。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的智能型汽車電動座椅及其控制方法，它可以有效克服上述問題的發(fā)生，其結(jié)構(gòu)科學(xué)，使用方便。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它由單片機、輸入開關(guān)單元、電機驅(qū)動器、直流電機、位置編碼器、限位開關(guān)及傳動機構(gòu)組成；輸入開關(guān)單元與單片機的輸入端口相連，包括三組操作方式開關(guān)、座號選擇開關(guān)和手動開關(guān)，操作方式開關(guān)包括手動、示教、自動、開門四個開關(guān)，座號選擇開關(guān)包括1至8號八個開關(guān)，手動開關(guān)包括X前、X后、YF上、YF下、YR上、YR下、C前、C后八個開關(guān)；電機驅(qū)動器一端與單片機相連，另一端與直流電機相連，直流電機輸出軸上安裝有位置編碼器，位置編碼器及限位開關(guān)的輸出與單片機相連；直流電機輸出軸經(jīng)過蝸桿蝸輪減速后，再將旋轉(zhuǎn)變成X、YF、YR直線運動和C角度運動；上述內(nèi)容中X座標用于座椅前后滑移定位，YF座標用于座椅前部高度定位，YR座標用于座椅后部高度定位，C座標用于座椅靠背角度定位；其次，本發(fā)明還涉及一種智能型汽車電動座椅的控制方法，它包括以下幾個步驟1如果座椅控制系統(tǒng)開關(guān)處于開狀態(tài)時，則開始初始化操作；2讀操作開關(guān)、判斷操作方式；3如通過步驟2讀取的操作方式為手動方式，則完成如下操作1)讀取手動開關(guān)2)如1)讀取開關(guān)為X前開關(guān)，則判斷是否到X前極限；3)如果2)判斷已到極限，則X電機停止，X當前值取X最大值，返回步驟2；4)如果2)判斷未到極限，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟2；
5)如1)讀取開關(guān)為X后開關(guān)，則判斷是否到X后極限；6)如果5)判斷已到極限，則X電機停止，X當前值取0，返回步驟2；7)如果5)判斷未到極限，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值減1后，返回步驟2；(YF上、YF下、YR上、YR下、C前、C后的控制過程與X前和X后相同，此處略)4如通過步驟2讀取的操作方式為自動方式，則完成如下操作1)讀取座位號開關(guān)；2)從存貯區(qū)取出對應(yīng)的記憶值X、YF、YR及C；3)判斷X記憶值是否等于X當前值；4)如果3)步驟判斷X記憶值等于X當前值，則判斷YF記憶值是否等于YF當前值；5)如果4)步驟判斷YF記憶值等于YF當前值，則判斷YR記憶值是否等于YR當前值；6)如果5)步驟判斷YR記憶值等于YR當前值，則判斷C記憶值是否等于C當前值；7)如果6)步驟判斷C記憶值等于C當前值，則返回步驟2；8)如果3)步驟判斷X記憶值不等于X當前值，則判斷X記憶值是否大于X當前值；9)如果8)步驟判斷X記憶值大于X當前值，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟2；10)如果8)步驟判斷X記憶值不大于X當前值，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值減1后，返回步驟2；(YF、YR、C記憶值與當前值不同時的操作過程與X記憶值與X當前值不同時的操作過程相同，即與8)、9)及10)的過程相同，此處略)5如通過步驟2讀取的操作方式為開門聯(lián)動方式，則完成如下操作1)判斷是否開門；2)如果1)步驟判斷為開門，則記憶X當前值；3)判斷是否到X后極限；4)如果3)步驟判斷為是，則X電機停止，將X當前值取0，返回步驟2；5)如果3)步驟判斷為否，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，將X當前值減1，返回步驟2；6)如果1)步驟判斷為關(guān)門，則取X記憶值；7)判斷X當前值與X記憶值是否相同；
8)如果7)步驟判斷為相同，則返回步驟2；9)如果7)步驟判斷為不相同，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟7)；6如通過步驟2讀取的操作方式為示教方式，則完成如下操作1)讀座位號開關(guān)；2)將X、YF、YR、C當前值存入此座號對應(yīng)的記憶單元后，返回步驟2。
通過采用上述結(jié)構(gòu)和控制方法，可以對座椅的前后、前部高度、后部高度及靠背四個座標進行控制，且通過示教操作可以將調(diào)整好的合適的座椅位置數(shù)據(jù)記錄到單片機中，每次變換司機時，只要按下相應(yīng)的座號，座椅就可自動調(diào)整到預(yù)設(shè)位置，從而可以滿足一車多司機或一司機多座姿的使用要求，加之其不受汽車的所處狀態(tài)的影響，因此，其具有舒適性、靈活性、及安全性等眾多優(yōu)點。
下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的具體內(nèi)容。


圖1為本發(fā)明的座標系示意圖。
圖2為本發(fā)明的電器結(jié)構(gòu)圖。
圖3a為本發(fā)明的控制方法流程框圖一部分。
圖3b為本發(fā)明的控制方法流程框圖另一部分。
如圖所示，本發(fā)明控制座標數(shù)為X、YF、YR、C四個，X座標用于座椅前后滑移定位，YF座標用于座椅前部高度定位，YR座標用于座椅后部高度定位，C座標用于座椅靠背角度定位；行程范圍分別為X座標0-220mm，YF座標0-35mm，YR座標0-35mm，C座標0-68度，最小移動單位X座標、YF座標、YR座標為1mm，C座標為0.2度。
本發(fā)明由單片機、輸入開關(guān)單元、電機驅(qū)動器、直流電機、位置編碼器、限位開關(guān)及傳動機構(gòu)組成；輸入開關(guān)單元與單片機的輸入端口相連，包括三組操作方式開關(guān)、座號選擇開關(guān)和手動開關(guān)，操作方式開關(guān)包括手動、示教、自動、開門四個開關(guān)，座號選擇開關(guān)包括1至8號八個開關(guān)，手動開關(guān)包括X前、X后、YF上、YF下、YR上、YR下、C前、C后八個開關(guān)；電機驅(qū)動器一端與單片機相連，另一端與直流電機相連，直流電機輸出軸上安裝有位置編碼器，位置編碼器及限位開關(guān)的輸出與單片機相連；直流電機輸出軸經(jīng)過蝸桿蝸輪減速后，再將旋轉(zhuǎn)變成X、YF、YR直線運動和C角度運動。本發(fā)明中所述的單片機可以為8位、16位單片機，例如為Intel公司的mcs-48系列，mcs-51系列，mcs96系列等。
本實施例的單片機(MCU)內(nèi)部包括四個輸入端口、一個輸出端口以及程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。
1、單片機MCU與輸入開關(guān)的連接輸入開關(guān)按功能分為操作方式開關(guān)、座位選擇開關(guān)和手動開關(guān)三組。操作方式開關(guān)有手動、示教、自動、開門四種方式，分別接到單片機(MCU)輸入端口P2的低4位D0-D3上。
座號選擇開關(guān)有0號至7號共八個座號選擇線，分別接到單片機(MCU)輸入端口P1的D0-D7上。
手動開關(guān)有X前、X后、YF上、YF下、YR上、YR下、C前、C后八條控制線，分別接到單片機(MCU)輸入端口P0的D0-D7上。
2、單片機MCU與電機驅(qū)動器的連接四個電機驅(qū)動器DR共有八個控制線分別接到單片機(MCU)P4輸出端口的D0-D7上。八個控制線是DRX正、DRX反、DRYF正、DRYF反、DRYR正、DRYR反、DRC正、DRC反。
3、單片機MCU與位置編碼器的連接直流電機軸上安裝有位置編碼器，四個直流電機有X、YF、YR、C四條脈沖信號線，分別接到單片機MCU輸入端口P2的高4位D4-D7上。
4、單片機MCU與限位開關(guān)的連接每個電機上有H和L兩個限位形狀，四個電機共有XH、XL、YFH、YFL、YRH、YRL、CH和CL八條線接到單片機(MCU)輸入端口P3的D0-D7上。
5、驅(qū)動器與直接電機的連接每個驅(qū)動器有正反兩根功率輸出線，四個驅(qū)動器與四個直流電機對應(yīng)連接。
本發(fā)明工作時，首先，單片機(MCU)通過讀取P2口的低4位—操作方式開關(guān)，判斷出將要進行的是手動、自動、示教、開門四種中的何種操作。
如果是手動操作方式，單片機(MCU)再讀取輸入P0口—手動開關(guān)，判斷是X前、X后、YF上、YF下、YR上、YR下、C前、C后中的哪一項。單片機(MCU)向輸出P4口發(fā)出控制信號，與手動開關(guān)八項對應(yīng)的驅(qū)動器DRX的正、反向接通，驅(qū)動器DRYF的正、反向接通，驅(qū)動器DRYR的正、反向接通和驅(qū)動器DRC的正、反向接通，每個驅(qū)動器帶動相應(yīng)的直流電機X、YF、YR、C正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而使座椅在指定的座標、指定的方向上移動。每個直流電機連接一個編碼器，電機走一步，相應(yīng)的編碼器便產(chǎn)生一個位置脈沖，通過輸入P2口高4位反饋給單片機(MCU)后，單片機(MCU)進行計數(shù)。當電機轉(zhuǎn)到限位位置時，限位開關(guān)通過限位輸入P3口，給相應(yīng)的位X-H、X-L、YF-H、YF-L、YR-H、YR-L、C-H、C-L置位，單片機(MCU)通過查詢限位輸入P3口，給相應(yīng)的電機發(fā)出停機信號。如果不是限位，單片機(MCU)再繼續(xù)查詢操作方式開關(guān)，執(zhí)行相應(yīng)的操作。
如果是示教方式，單片機(MCU)就再讀取輸入P1口—座號選擇開關(guān)，然后將此座號連同在手動方式下獲取的一組座椅位置數(shù)據(jù)存入到單片機(MCU)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器E2PROM中，記憶保存起來。
如果是自動方式，單片機(MCU)繼續(xù)讀取輸入口P1—座號選擇開關(guān)，確定座號，單片機(MCU)根據(jù)這個座號在數(shù)據(jù)存儲器E2PROM中找到此座號對應(yīng)的一組座椅位置數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)是此座號以前已經(jīng)調(diào)整好的座椅位置數(shù)據(jù)。單片機(MCU)分別控制四個驅(qū)動器，帶動四個電機，使座椅依次在四個座標上走到指定的這個位置。自動方式的優(yōu)越性在于只要調(diào)整好位置，存入單片機，每次使用時，控制從單片機調(diào)出來，就會自動得到座椅的理想位置。
這里需要指出，座號選擇開關(guān)是配合示教方式、自動方式使用的。手動開關(guān)是配合手動方式使用的。
如果是開門方式，單片機(MCU)就通過輸出P4口，控制驅(qū)動器DR-X反向接通，帶動直流電機X反轉(zhuǎn)，讓座椅后移，直到限位開關(guān)X-L給輸入P3口的第1位置位，單片機(MCU)才控制直流電機X停止移動，確保座椅移動到后極限位置，這樣會有利于司機上下車方便。關(guān)門時，單片機(MCU)控制驅(qū)動器DR-X正向接通，帶動電機X正轉(zhuǎn)，直到座椅移動到開門前的位置。
本發(fā)明還涉及一種智能型汽車電動座椅的控制方法，它包括以下幾個步驟1如果座椅控制系統(tǒng)開關(guān)處于開狀態(tài)時，則開始初始化操作；2讀操作開關(guān)、判斷操作方式；3如通過步驟2讀取的操作方式為手動方式，則完成如下操作1)讀取手動開關(guān)2)如1)讀取開關(guān)為X前開關(guān)，則判斷是否到X前極限；3)如果2)判斷已到極限，則X電機停止，X當前值取X最大值，返回步驟2；4)如果2)判斷未到極限，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟2；5)如1)讀取開關(guān)為X后開關(guān)，則判斷是否到X后極限；6)如果5)判斷已到極限，則X電機停止，X當前值取0，返回步驟2；7)如果5)判斷未到極限，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值減1后，返回步驟2；(YF上、YF下、YR上、YR下、C前、C后的控制過程與X前和X后相同，此處略)4如通過步驟2讀取的操作方式為自動方式，則完成如下操作
1)讀取座位號開關(guān)；2)從存貯區(qū)取出對應(yīng)的記憶值X、YF、YR及C；3)判斷X記憶值是否等于X當前值；4)如果3)步驟判斷X記憶值等于X當前值，則判斷YF記憶值是否等于YF當前值；5)如果4)步驟判斷YF記憶值等于YF當前值，則判斷YR記憶值是否等于YR當前值；6)如果5)步驟判斷YR記憶值等于YR當前值，則判斷C記憶值是否等于C當前值；7)如果6)步驟判斷C記憶值等于C當前值，則返回步驟2；8)如果3)步驟判斷X記憶值不等于X當前值，則判斷X記憶值是否大于X當前值；9)如果8)步驟判斷X記憶值大于X當前值，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟2；10)如果8)步驟判斷X記憶值不大于X當前值，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值減1后，返回步驟2；(YF、YR、C記憶值與當前值不同時的操作過程與X記憶值與X當前值不同時的操作過程相同，即與8)、9)及10)的過程相同，此處略)5如通過步驟2讀取的操作方式為開門聯(lián)動方式，則完成如下操作1)判斷是否開門；2)如果1)步驟判斷為開門，則記憶X當前值；3)判斷是否到X后極限；4)如果3)步驟判斷為是，則X電機停止，將X當前值取0，返回步驟2；5)如果3)步驟判斷為否，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，將X當前值減1，返回步驟2；6)如果1)步驟判斷為關(guān)門，則取X記憶值；7)判斷X當前值與X記憶值是否相同；8)如果7)步驟判斷為相同，則返回步驟2；9)如果7)步驟判斷為不相同，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟7)；6如通過步驟2讀取的操作方式為示教方式，則完成如下操作1)讀座位號開關(guān)；2)將X、YF、YR、C當前值存入此座號對應(yīng)的記憶單元后，返回步驟2。
權(quán)利要求
1.一種智能型汽車電動座椅，其特征是它由單片機、輸入開關(guān)單元、電機驅(qū)動器、直流電機、位置編碼器、限位開關(guān)及傳動機構(gòu)組成；輸入開關(guān)單元與單片機的輸入端口相連，包括三組操作方式開關(guān)、座號選擇開關(guān)和手動開關(guān)，操作方式開關(guān)包括手動、示教、自動、開門四個開關(guān)，座號選擇開關(guān)包括1至8號八個開關(guān)，手動開關(guān)包括X前、X后、YF上、YF下、YR上、YR下、C前、C后八個開關(guān)；電機驅(qū)動器一端與單片機相連，另一端與直流電機相連，直流電機輸出軸上安裝有位置編碼器，位置編碼器及限位開關(guān)的輸出與單片機相連；直流電機輸出軸經(jīng)過蝸桿蝸輪減速后，再將旋轉(zhuǎn)變成X、YF、YR直線運動和C角度運動。
2.一種智能型汽車電動座椅的控制方法，其特征是它包括以下幾個步驟1如果座椅控制系統(tǒng)開關(guān)處于開狀態(tài)時，則開始初始化操作；2讀操作開關(guān)、判斷操作方式；3如通過步驟2讀取的操作方式為手動方式，則完成如下操作1)讀取手動開關(guān)2)如1)讀取開關(guān)為X前開關(guān)，則判斷是否到X前極限；3)如果2)判斷已到極限，則X電機停止，X當前值取X最大值，返回步驟2；4)如果2)判斷未到極限，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟2；5)如1)讀取開關(guān)為X后開關(guān)，則判斷是否到X后極限；6)如果5)判斷已到極限，則X電機停止，X當前值取0，返回步驟2；7)如果5)判斷未到極限，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值減1后，返回步驟2；(YF上、YF下、YR上、YR下、C前、C后的控制過程與X前和X后相同，此處略)4如通過步驟2讀取的操作方式為自動方式，則完成如下操作1)讀取座位號開關(guān)；2)從存貯區(qū)取出對應(yīng)的記憶值X、YF、YR及C；3)判斷X記憶值是否等于X當前值；4)如果3)步驟判斷X記憶值等于X當前值，則判斷YF記憶值是否等于YF當前值；5)如果4)步驟判斷YF記憶值等于YF當前值，則判斷YR記憶值是否等于YR當前值；6)如果5)步驟判斷YR記憶值等于YR當前值，則判斷C記憶值是否等于C當前值；7)如果6)步驟判斷C記憶值等于C當前值，則返回步驟2；8)如果3)步驟判斷X記憶值不等于X當前值，則判斷X記憶值是否大于X當前值；9)如果8)步驟判斷X記憶值大于X當前值，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟2；10)如果8)步驟判斷X記憶值不大于X當前值，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值減1后，返回步驟2；(YF、YR、C記憶值與當前值不同時的操作過程與X記憶值與X當前值不同時的操作過程相同，即與8)、9)及10)的過程相同，此處略)如通過步驟2讀取的操作方式為開門聯(lián)動方式，則完成如下操作1)判斷是否開門；2)如果1)步驟判斷為開門，則記憶X當前值；3)判斷是否到X后極限；4)如果3)步驟判斷為是，則X電機停止，將X當前值取0，返回步驟2；5)如果3)步驟判斷為否，則X電機反轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，將X當前值減1，返回步驟2；6)如果1)步驟判斷為關(guān)門，則取X記憶值；7)判斷X當前值與X記憶值是否相同；8)如果7)步驟判斷為相同，則返回步驟2；9)如果7)步驟判斷為不相同，則X電機正轉(zhuǎn)，編碼器有脈沖，X當前值加1后，返回步驟7)；6如通過步驟2讀取的操作方式為示教方式，則完成如下操作1)讀座位號開關(guān)；2)將X、YF、YR、C當前值存入此座號對應(yīng)的記憶單元后，返回步驟2。
全文摘要
本發(fā)明公開一種智能型汽車電動座椅及其控制方法,它由單片機、輸入開關(guān)單元、電機驅(qū)動器、直流電機、位置編碼器、限位開關(guān)及傳動機構(gòu)組成;輸入開關(guān)單元與單片機的輸入端口相連,包括三組:操作方式開關(guān)、座號選擇開關(guān)和手動開關(guān);電機驅(qū)動器一端與單片機相連,另一端與直流電機相連,直流電機輸出軸上安裝有位置編碼器,位置編碼器及限位開關(guān)的輸出與單片機相連。它可以滿足一車多司機或一司機多坐姿的使用要求,加之其不受汽車的所處狀態(tài)的影響,因此,其具有舒適性、靈活性、及安全性等眾多優(yōu)點。
文檔編號B60N2/00GK1386659SQ01113958
公開日2002年12月25日 申請日期2001年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月17日
發(fā)明者邱克興, 徐秀艷 申請人:邱克興, 徐秀艷