CN1877477A

CN1877477A - 用于驱动负载的开关组件和包括开关组件的负载驱动设备

Info

Publication number: CN1877477A
Application number: CNA2006100945406A
Authority: CN
Inventors: 李喆燮; 金石镒; 白胜寅
Original assignee: Tyco Electronics AMP Korea Co Ltd
Current assignee: Tyco Electronics Japan GK; Tyco Electronics AMP Korea Co Ltd
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2006-12-13
Also published as: DE102006026899A1; JP2006345688A; KR100647203B1; US20060290308A1

Abstract

一种用于驱动负载例如车辆座椅和动力转向装置的设备，尤其是一种用于驱动负载的开关组件和包括该开关组件的负载驱动设备。该负载驱动设备包括负载驱动控制器和用于驱动负载的开关组件，其中该用于驱动负载的开关组件包括：一对继电器元件，其被连接在用于在前进或倒退方向上驱动负载的马达和电源端之间，用以将马达的两端连接到该电源端和接地端中的任何一个上；至少一个开关，其被连接到该对继电器元件的任一侧上以驱动该负载，从而电导通任一个继电器元件；和该负载驱动控制器，其被连接到该对继电器元件的每一侧，并且***作以导电该对继电器元件中的任何一个，从而可以将该负载移动到预先寄存在内部存储器地址中的位置上。

Description

用于驱动负载的开关组件和包括开关组件的负载驱动设备

技术领域

本发明涉及一种负载驱动设备，尤其涉及一种用于驱动负载的开关组件和包括该开关组件的负载驱动设备。

背景技术

通常，车辆座椅被设计为能够控制座椅的位置以便与驾驶员或乘客的体型相符。例如，低水平规格的车辆被设计成能够在前进或倒退方向上滑行移动该座椅本身或者通过操作机械杠杆开关来控制座位靠背的角度。然而，用于这种低水平规格座椅的驱动设备也带来了手动操作的不方便，因此现在已经研发出了用于更高水平规格座椅的驱动设备。

该高水平规格的座椅驱动设备包括马达、多个继电器和电开关，并且通过该开关的操作而滑行移动该座椅和自动控制该座位靠背的角度。因此，高水平规格的座椅驱动设备的优点在于，由于可以通过对开关的简单操作来执行对座椅的驱动，从而对于操作者而言更加方便。

进一步地，已经研发出了一种最高水平规格的座椅驱动设备，它是通过将存储器功能结合到该高水平规格的座椅驱动设备中而制成的。这种座椅驱动设备被称为IMS(集成存储器***)，包括操作开关、包括存储器和继电器的IMS模块、和马达。在具有这种结构的IMS中，当驾驶员使得该座椅的位置与被存储的他自己相符时，如果需要的话，能够基于该存储的信息而自动调节该座椅的位置、向前和向后的倾斜、座位靠背的角度等等，从而当多个驾驶员使用同一车辆时将是非常有利的。

如上所述，考虑到根据车辆购买者的选择而将各种类型的座椅驱动设备结合到该车辆中，车辆制造商需要在向车辆生产线供给用于生产最高IMS的座椅驱动设备的部件以及用于生产高水平规格的座椅驱动设备的部件之后，组装与该购买者的选择相符的部件。

在借助马达自动控制动力转向装置位置的领域中同样会出现这个问题。

发明内容

因此，本发明是针对现有技术中出现的上述问题而作出的，本发明的一个目的是提供一种用于驱动负载的开关组件和包括该开关组件的负载驱动设备，其被设计成能够用一个模块实现互相不同规格的负载驱动设备。

本发明的另一个目的是提供一种用于驱动负载的开关组件和包括该开关组件的负载驱动设备，其被设计成能够利用该可用于多种规格负载驱动设备的模块来减少车辆组装步骤。

本发明的另一个目的是提供一种负载驱动设备，利用该IMS模块而使其尺寸更小。

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种用于驱动负载的开关组件，包括一对继电器元件，其连接在用于在前进或倒退方向上驱动负载的马达和电源端之间，用于将马达的两端连接到该电源端和接地端中的任何一个上；至少一个负载驱动开关，其被连接到该对继电器元件的任一侧上以驱动该负载，从而导电任一个继电器元件；以及一对连接端子，其用于将该对继电器元件的每一侧连接到外部控制器上。

此外，本发明的开关组件还包括一对限位开关，所述限位开关连接在该对继电器元件的每一侧和该用于驱动该负载的开关之间，用以限制该负载的移动。

另外，在根据本发明的用于驱动负载的开关组件中，该用于驱动负载的开关的每一侧接地，并且其另一侧被连接到该连接端子和继电器元件的公共触点上。

根据本发明的这些特征，该用于驱动负载的开关组件被设计成，能够通过该负载驱动开关的操作而使得该负载在前进和后退方向上滑行移动，并且还被设计成，能够通过从外部控制器经过连接端子施加用于驱动继电器的信号而使得该负载在前进和后退方向上进行移动，因此，能够将它用于多规格的负载驱动设备中而不会被该规格限制，或者能够实现多规格的负载驱动设备。

附图说明

根据以下结合附图对于本发明优选实施例的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会变得清楚，其中：

图1是示出了包括用于驱动座椅的开关组件的座椅驱动设备的结构的示意图，其为根据本发明的一个实施例的负载驱动设备；

图2是示出了图1所示用于驱动座椅的开关组件的具体结构的示意图；

图3是示出了图2所示座椅驱动控制器的不同结构的示意图；

图4是示出了图1所示用于驱动座椅的另一种开关组件的具体结构的示意图；

图5是示出了图1所示用于驱动座椅的又一种开关组件的具体结构的示意图；和

图6是示出了图1所示用于驱动座椅的又一种开关组件的具体结构的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。当对本发明进行说明时，如果认为关于所涉及功能或结构的具体解释会不必要地使本发明的主旨不清楚，那么将会省略该详细解释。而且，以下将结合用于驱动座椅的开关组件和包括该开关组件的座椅驱动设备而说明本发明的优选实施例，用于代表驱动负载的开关组件和包括该开关组件的负载驱动设备。

首先，图1是示出了根据本发明的一个实施例的包括用于驱动负载的开关组件的负载驱动设备的结构的示意图，特别地，图中示出了包括用于驱动座椅的开关组件的座椅驱动设备的结构的示意图。而图2-6示出了图1所示用于驱动座椅的开关组件100和座椅驱动控制器300的具体结构的示意图。

如图1所示，根据本发明的一个优选实施例的用于驱动座椅的开关组件100被连接在电源端B和用于驱动座椅的马达200之间，以实现高水平规格的座椅驱动设备。如果希望实现最高水平规格的座椅驱动设备，通过将用于驱动座椅的开关组件100附加连接到座椅驱动控制器300上就能够实现该最高水平规格的座椅驱动设备。

该用于驱动座椅的开关组件100被构造成，通过主要根据用户操作或座椅控制器300的控制而将用于驱动座椅的马达200两端连接至电源端和接地端中的任一端，从而在前进或倒退方向上驱动座椅。该用于驱动座椅的开关组件100包括至少一对继电器元件110、120，和用于驱动座椅SW1、SW1′的至少一个开关，如图2所示。在图2中将详细描述该用于驱动座椅的开关组件100的操作。

同时，虽然该用于驱动座椅的马达200可以根据该驱动座椅的用途实现为一个马达，其中通过该用于驱动座椅的开关组件100供给驱动功率而在前进或倒退方向上转动驱动该马达200，但是在本发明的优选实施例中，假定包括用于驱动该座椅滑行、驱动该座椅斜躺(recliner)、驱动该座椅前倾斜和后倾斜的四个马达。

如图2所示，用于实现最高规格座椅驱动设备的该用于驱动座椅的控制器300包括MCU 313，多个晶体管元件312、314，多个电压降元件D1、D2和用于放大电压电平的放大部分321、322。这种座椅驱动控制器300输出控制信号，用于将座椅移动到预先在MCU 313内的存储地址处寄存的位置。就这一点，在该基于该控制信号的逻辑电平驱动座椅的开关组件100中的继电器元件导电之后，向马达200施加该驱动功率。该在MCU313中的存储地址处为每个驾驶员预先寄存关于座椅位置的信息的程序是IMS领域中所公知的，因此略去对其的详细说明。

为了参照，座椅驱动控制器300可以输出用于加热的控制信号以控制座椅加热部分400与该车辆的规格相符合，并且还可以利用相应的模块输出用于反光镜角度的控制信号以控制室内镜的角度和侧方反射镜的角度，以及输出用于控制电子折叠式反射镜的控制信号。

参照图2-6，下面将对根据本发明优选实施例的用于驱动座椅的开关组件和包括该开关组件的座椅驱动设备的构成和操作进行说明。

首先，如图2所示，用于驱动座椅的开关组件100包括一对继电器元件110、120，所述继电器元件被连接在用于在前进或倒退方向上驱动座椅的马达200和电源端B之间，用于将马达200的两端连接到电源端B和接地端中的任何一个上，和用于驱动座椅的至少一个开关SW1、SW1′，所述开关被连接到该对继电器元件110、120的任一侧上用于导电该继电器元件110、120中的任一个。为此，使该用于驱动座椅的开关SW1、SW1′的每一侧接地，而将其另一侧连接到继电器元件110、120和连接端子P1、P2的公共触点上，所述连接端子P1、P2被连接至座椅驱动控制器300。

为了参照，结合与马达200相对应的电路结构作出上述说明。因此，可以提供具有上述构成的开关电路以与座椅滑行、斜躺和倾斜相适应。另外，根据环境，可以将用于驱动座椅滑行、斜躺和倾斜的各个开关电路集成到一个模块内。并且，虽然用于驱动座椅的开关SW1、SW1′可以在物理上实现为不同的开关，但是它们也可以实现为具有两个触点的开关。

此外，还可以在该对继电器元件110、120的相应一侧与该用于驱动座椅的开关SW1、SW1′之间附加设置一对限位开关LSW用于限制各个座椅的移动。

对于具有如上所述构成的用于驱动座椅的开关组件的操作而言，在高水平规格的座椅驱动设备情况下，驾驶员可以通过操作用于驱动座椅的开关SW1、SW1′而在前进或倒退方向上移动座椅。换句话说，当驾驶员接通用于驱动座椅的开关SW1时，继电器元件110被导电以将继电器触点从b移动到a，从而在前进方向上驱动马达200。当接通用于驱动座椅的开关SW1′时，继电器元件120被导电以将继电器触点从c移动到d，从而在倒退方向上驱动马达200。

因此，可以根据驾驶员对于开关SW1、SW1′的操作而在前进或倒退方向上滑行移动座椅。

如果已将组件100应用到最高水平规格的座椅驱动设备中，也可以通过与上述同样的方式进行由手动操作完成的驱动。同时，在最高水平规格的座椅驱动设备的情况下，该座椅应当被自动移动到驾驶员所指定地址的位置。换句话说，当驾驶员向座椅驱动控制器300中的MCU 313输入指定该地址的指令时，控制信号被输出到座椅控制器300中的晶体管312以将座椅移动到预先记录在相应存储器地址的位置。例如，当MCU313向晶体管312的基端(base end)施加“低”电平的控制信号时，继电器元件110电导通以将继电器触点从b移动到a，从而在前进方向上驱动马达200。然后，该座椅在前进方向上滑行移动。在这种情况下，MCU 313将连续输出该“低”电平控制信号直到该座椅被移动到该指定位置。该移动座椅到指定位置的方法是IMS领域中先前已公知的。就这一点而言，如果磁体和空穴传感器(hole sensor)(可以用电位计或导向传感器(lead sensor)代替)能够与用于驱动座椅的马达200的旋转体一起旋转，那么就可以很容易地检测到座椅的当前位置。为了参照，在从MCU 313中输出“低”电平控制信号期间，能够通过另一输入端口对该MCU 313施加来自放大部分321的电平放大到“高”电平的开关操作信号。

也就是说，在最高水平规格的座椅驱动设备中要进一步考虑的是手动操作指令，该指令可以在该座椅移动到预先寄存的位置的过程中产生。就这一点而言，座椅驱动控制器300中的MCU 313可以通过给予手动操作指令优先级来控制该用于驱动座椅的马达200。例如，当驾驶员在对晶体管312的基端或晶体管314的基端施加“低”电平的控制信号期间接通该用于驱动座椅的开关SW1、SW1′时，MCU 313通过放大部分321接收该“低”电平的开关操作信号作为中断信号，从而将输出的控制信号从“低”电平反转为“高”电平。在这种情况下，与手动模式同样地，电源基于该用于驱动座椅的开关SW1、SW1′的操作驱动马达200。

如上所述，可对该座椅驱动设备进行编程以使得，当在自动模式中的座椅驱动期间接收到手动操作指令时，基于该手动操作指令驱动相应的马达200，然后可以通过使用预先寄存的位置信息自动控制没有被手动控制的其余部分，例如滑行或前倾斜等。

另外，如图3所示，可以通过结合MCU 313和晶体管而实现该用于实现最高水平规格座椅驱动设备的座椅驱动控制器300。当驾驶员在对用于滑行移动座椅的晶体管的基端施加“低”电平控制信号期间接通该用于驱动座椅斜躺的开关时，该座椅驱动控制器300的MCU 313接收到该“低”电平开关操作信号作为中断信号，从而将输出的控制信号电平反转为“高”电平信号。因此，与手动模式同样地，电源基于该用于驱动座椅的开关的操作驱动该用于驱动座椅斜躺的马达。

如上面所述，本发明的用于驱动座椅的开关组件100的优点在于，本发明的开关组件可以不考虑规格地用于任何座椅驱动设备中，因为该座椅被设计为通过用于驱动座椅的开关SW1、SW1′的操作而在前进或倒退方向上滑行移动，并且还被设计成，通过施加经过连接端子P1、P2来自座椅驱动控制器300的用于驱动继电器的信号而在前进或倒退方向上进行移动。

如上所述的用于驱动座椅的开关组件100可以作为一个替代实施例而被改变为如图4所示的电路结构。图4所示的用于驱动座椅的开关组件的特征在于，它应用了具有内嵌式自保护电路的马达200，并且从图2所示用于驱动座椅的开关组件100中去掉了限位开关LSW。该用于驱动座椅的开关组件100的操作与结合图2描述的组件100的操作相同，因此下面略去了对其的说明。

下面参照图5和图6，图5示出了图2所示用于驱动座椅的开关组件100的一个替代实施例，图6示出了从图5所示结构中去掉限位开关LSW的开关组件100的具体电路。

图5所示用于驱动座椅的开关组件100还包括：连接在用于在前进或倒退方向上驱动座椅的马达200和电源端B之间的一对继电器元件112、122，用以将马达200的两端连接到电源端B和接地端中的任何一端上；连接到该对继电器元件112、122任一侧上的用于驱动座椅的至少一个开关SW3、SW3′，用于电导通该继电器元件112、122中的任何一个；和用于将该对继电器元件112、122中的相应一侧连接至座椅驱动控制器300的一对连接端子P3、P4。

就这一点而言，用于驱动座椅的开关SW3、SW3′的每一侧被连接至电源端B，而其另一侧被连接至继电器元件和连接端子P3、P4的公共触点，并且还将一对限位开关LSW连接在该对继电器元件112、122的相应一侧和用于驱动座椅的开关SW3、SW3′之间，用以限制座椅的移动。

当要描述具有上述电路结构的用于驱动座椅的开关组件100的操作时，首先，在高水平规格座椅驱动设备的情况下，如果驾驶员接通用于驱动座椅的开关SW3，则继电器元件112被电导通从而将继电器触点从b移动到a，由此在前进方向上驱动马达200。如果接通用于驱动座椅的开关SW3′，则继电器元件122被电导通从而将继电器触点从c移动到d，由此在倒退方向上驱动马达200。

因此，在图5所示的开关组件100中，该座椅也变成基于驾驶员对开关SW3、SW3′的操作而在前进或倒退方向上滑行移动。

当把组件100应用到最高水平规格座椅驱动设备中时，可以采用与上述相同的方法执行根据手动操作对于座椅的驱动。同时，当驾驶员输入地址指定指令时，MCU 313向座椅控制器300中的晶体管317输出控制信号，用以将座椅移动至预先寄存在相应的存储器地址中的位置。例如，当MCU 313对晶体管317的基端施加“低”电平控制信号时，继电器元件112被电导通以将继电器触点从b移动到a，从而在前进方向上驱动马达200。于是，座椅在前进方向上进行滑行移动。

当驾驶员在对晶体管317的基端施加“低”电平控制信号期间接通该用于驱动座椅的开关SW3′时，MCU 313借助空穴传感器检测到马达200的转动状态(例如转动速度的变化)，从而能够确定驾驶员是否输入手动操作指令。另外，根据该确定结果，可以将该“低”电平控制信号反转为“高”电平控制信号，从而使得本发明的***受到控制，使得在手动模式中可以驱动仅连接到该用于驱动座椅的开关上的马达。

根据具体环境情况，通过监控根据MCU 313经由比较器C1、C2施加到晶体管317的电源与开关SW3、SW3′的一侧P3之间的电压差的比较而获得的结果，能够确定驾驶员是否输入了手动操作指令。

如上面所述，可以有利地对该座椅驱动设备进行编程使得，当在自动模式的座椅驱动期间接收到手动操作指令时，基于该手动操作指令驱动相应的马达200，然后通过使用预先寄存的位置信息自动控制没有被手动控制的其余部分，例如滑行、前倾斜等。

为了参照，如图6所示用于驱动座椅的开关组件显示，它是通过从图5所示用于驱动座椅的开关组件100中去掉限位开关LSW而构成的，并且其特征在于，它采用了具有内嵌式自保护电路的马达200。该用于驱动座椅的开关组件的操作与结合图5描述的组件100的操作相同，因此略去了关于它的具体说明。

对于如上所述高侧开关方式的用于驱动座椅的开关组件而言，该座椅还被设计成，借助用于驱动座椅的开关SW的操作而在前进或倒退方向上滑行移动，并且它被设计成，通过施加经过连接端子P3、P4来自座椅驱动控制器300的用于驱动继电器的信号而在前进或倒退方向上进行移动，从而可以不考虑规格地使用该用于驱动座椅的开关组件。

为了参照，虽然在上述实施例中没有进行描述，但是可以根据环境情况而将该用于驱动负载的开关组件和负载驱动控制器集成到一个模块中。

如上所述，根据本发明实施例的用于驱动负载(座椅或动力转向装置)的开关组件被设计成，能够通过用于驱动负载的开关SW的操作而在前进或倒退方向上滑行移动该负载，而通过该负载驱动控制器300的控制操作而在前进或倒退方向上移动该负载。

因此，本发明的优点在于，减少了车辆的组装程序，这是因为它能够由一个模块实现得到具有不同规格的负载驱动设备。同时，本发明还能够将多个模块管理所需要的劳动力成本和物理成本降到最低。

此外，有利地，能够使得IMS的尺寸变得更小，这是因为本发明提供了从普通IMS(集成存储器***)模块中去掉继电器的负载驱动控制器。

虽然已经参照特定的示例性实施例对本发明进行了说明，但是本发明并不限于该实施例而是被所附的技术方案所限定。还可以认识到，在不偏离本发明的范围和精神的条件下，本领域的技术人员能够改变或修改该实施例。

因此，本发明所保护的实际技术范围仅应当由所附的技术方案所确定。

Claims

1、一种用于驱动负载的开关组件，包括：

一对继电器元件，所述继电器元件被连接在用于在前进或倒退方向上驱动负载的马达和电源端之间，用以将马达的两端连接到该电源端和接地端中的任何一端上；

至少一个开关，所述开关被连接到该对继电器元件的任一侧上以驱动该负载，从而电导通任一个继电器元件；和

一对连接端子，所述连接端子用于将该对继电器元件的每一侧连接至外部控制器。

2、根据权利要求1所述的用于驱动负载的开关组件，还包括一对连接在该对继电器元件的每一侧和该用于驱动负载的开关之间的限位开关，用以限制该负载的移动。

3、根据权利要求1所述的用于驱动负载的开关组件，其中该用于驱动负载的开关的每一侧接地，并且其另一侧被连接至该连接端子和继电器元件的公共触点。

4、根据权利要求1所述的用于驱动负载的开关组件，其中该用于驱动负载的开关的每一侧被连接至电源端，并且其另一侧被连接至该连接端子和继电器元件的公共触点。

5、根据权利要求1-4中任一项所述的用于驱动负载的开关组件，其中该用于驱动负载的开关组件被用作用于驱动车辆座椅或动力转向装置的开关组件。

6、一种用于驱动座椅滑行、座椅斜躺、座椅前倾斜和座椅后倾斜的开关组件，包括：

7、根据权利要求6所述的用于驱动负载的开关组件，还包括一对连接在该对继电器元件的每一侧和该用于驱动负载的开关之间的限位开关，用以限制该负载的移动。

8、根据权利要求6所述的用于驱动负载的开关组件，其中该用于驱动负载的开关的每一侧接地，并且其另一侧被连接至该连接端子和继电器元件的公共触点。

9、根据权利要求6所述的用于驱动负载的开关组件，其中该用于驱动负载的开关的每一侧被连接至电源端，并且其另一侧被连接至该连接端子和继电器元件的公共触点。

10、根据权利要求6所述的用于驱动负载的开关组件，其中每一个用于驱动该座椅滑行、座椅斜躺、座椅前倾斜和座椅后倾斜的开关组件被实现为一个组件模块。

11、一种负载驱动设备，包括负载驱动控制器和用于驱动负载的开关组件，其中该用于驱动负载的开关组件包括：

该负载驱动控制器被连接到该对继电器元件的每一侧上，并且***作以电导通该对继电器元件中的任何一个，从而可以将该负载移动到预先寄存在内部存储地址的位置。

12、根据权利要求11所述的负载驱动设备，其中该用于驱动负载的开关组件包括用于驱动该座椅滑行、座椅斜躺、座椅前倾斜和座椅后倾斜的开关组件。

13、根据权利要求11所述的负载驱动设备，还包括一对连接在该对继电器元件的每一侧和该用于驱动负载的开关之间的限位开关，用以限制该负载的移动。

14、根据权利要求11所述的负载驱动设备，其中该用于驱动负载的开关组件和该负载驱动控制器被集成到一个模块中。

15、根据权利要求11、13和14中任一项所述的负载驱动设备，其中该负载驱动控制器输出从用于控制座椅加热部分的加热控制信号、用于控制室内镜角度和侧方反射镜角度的反光镜角度控制信号、和用于控制电子折叠式反射镜的信号中选择出的至少一个信号。

16、根据权利要求11或13所述的负载驱动设备，其中该用于驱动负载的开关的每一侧接地，并且其另一侧被连接至该继电器元件一侧和该负载驱动控制器的公共触点。

17、根据权利要求16所述的负载驱动设备，其中该负载驱动控制器包括：

在其一侧连接至每个公共触点的电压降元件；

与每个电压降元件并行连接的放大部分；

主控制单元，所述主控制单元输出用于电导通任一个继电器元件的控制信号，从而将该负载移动到预先寄存在输入的存储器地址的位置上，并且当从该放大部分输入的任一个开关操作信号的电平改变时，反转该控制信号的输出；和

晶体管，所述晶体管用于基于从该主控制单元输出的控制信号的逻辑电平而使该电压降元件的一侧接地。

18、根据权利要求16所述的负载驱动设备，其中当该用于驱动负载的开关在输出该用于电导通继电器元件的控制信号期间***作时，该负载驱动控制器反转该控制信号的输出。

19、根据权利要求11或13所述的负载驱动设备，其中该用于驱动负载的开关的每一侧被连接至电源端，并且其另一侧被连接至该继电器元件一侧和该负载驱动控制器的公共触点。

20、根据权利要求19所述的负载驱动设备，其中该负载驱动控制器包括：

在其一侧连接至每个公共触点的电压降元件；

用于将该公共触点的电压与输入电压的水平进行比较的比较器；

主控制单元，所述主控制单元输出用于电导通任一个继电器元件的控制信号，从而将该负载移动到预先寄存在输入的存储器地址的位置上，并且当从该比较器输入的任一个开关操作信号的电平改变时，反转该控制信号的输出；和

晶体管，所述晶体管用于基于从该主控制单元输出的控制信号的逻辑电平而将该输入电压切换到该公共触点。

21、根据权利要求19所述的用于驱动负载的开关组件，其中当该用于驱动负载的开关在输出该用于电导通继电器元件的控制信号期间***作时，该负载驱动控制器反转该控制信号的输出。