汽车电动座椅结构原理及应用

张瑾

（江西江铃汽车股份有限公司，江西 南昌 330001）

一、引言

随着汽车制造业的不断发展与进步，人们对于汽车的需求也在不断的提高，因此人们对于座椅的功能与座椅的要求也在不断提高，由于电动座椅的功能原理更加全面，可操纵性更强，可以为驾驶员提供更多的应用功能，对驾驶员的驾驶起到辅助效果，因此许多汽车制造厂家都在针对汽车电动座椅的结构原理与相关的应用功能进行研究分析，试图进一步提高电动座椅的功能性与舒适度。

二、汽车电动座椅的基本结构与工作原理

汽车电动座椅的结构虽然并不复杂，但是也包含了许多的内容与系统，从整体上来看，汽车电动座椅的设计是基于人体的坐姿形态与体压进行设计制造的，而在座椅的具体内容结构中，不同的组成部分又有着不同的理论基础，因此，本文首先从汽车电动座椅的基本结构与工作原理角度进行探究，进而为下文研究不同结构的应用功能奠定理论基础。

（一）汽车电动座椅的基本结构与工作内容

汽车电动座椅具备较强的调节性，因此座椅的结构也较为复杂，从其基本结构来看，主体从上到下分为四个主要部分，分别是高度调节电机、座垫、靠背以及靠背调节电机，而不同的蜗杆机构与调节电机又都连接了霍尔传感器实现信号传输，进而实现驾驶员对座椅的调整与控制。整体结构上来看，座垫与靠背通过传动轴连接着蜗杆机构，蜗杆机构连接了调节电机，座垫连接的是高度调节电机，而靠背连接的是靠背调节电机，座垫下方的高度调节电机起到了对座垫高度的调节信号传输，后方连接的水平调节机构起到水平调节方向的作用；而靠背调节电机起到对靠背的方向调节的效果。每个电机结构后方都连接了霍尔传感器。

（二）工作原理分析

电动座椅的设计与工作目的主要是为了提高驾驶员的驾驶舒适度，对驾驶起到辅助作用。而座椅的设计原理主要是基于人体的坐姿进行设计的，工作原理也较为简单，本文就从坐姿的生理形态与人体坐姿的体压分布、系统的基本工作原理三个方面进行简要讨论，进一步明确座椅的结构原理。

1.坐姿的生理形态

首先，电动座椅的设计主要是依照坐姿的生理形态进行设计的，主要依托人在坐姿状态下对人体的背部、臀部、腿部、脚部的支撑，使得座椅提高驾驶员在驾驶过程中的舒适度效果，充分保持大腿与上体之间的间角在85°以上，120°以下，形成支撑角度后满足驾驶的坐姿要求。

2.人体坐姿的体压分布

根据人体坐在座椅上的重量分布情况，从人机工程学角度来看，电动座椅还需要充分考虑人体坐姿的体压分布情况，确保对人体支撑面积与体压分布面积的适应，进而实现人体坐姿的舒适效果。因此，现阶段大部分座椅的生产主要会将肩部与臀部的承重进行合理处理，形成有针对性的承重结构，提高座椅舒适效果。

三、电动座椅的结构原理与应用功能分析

基于电动座椅的不同结构原理与功能，在现阶段许多汽车生产厂家也在尝试进行对汽车座椅功能结构的有效应用，本文中基于上文所述的结构原理进行了对不同功能应用的分析，主要分析了自动调节功能、记忆功能、座椅加热装置、测量位置极限与自学习功能的应用，明确了当前我国电动座椅的主要应用方向，为相关研究人员进一步开展研发制作提供方向与思路。

（一）自动调节功能

自动调节功能是电动座椅的基本功能，主要就是应用座椅结构中的霍尔传感器通过信号的传输，基于调节电机的控制，形成对座垫的高度与水平方向上的调节以及靠背的角度调节，在调节过程中驾驶员可以依照自己的身材与喜好调整到适合的驾驶位置，既提高了舒适度，又可以增强驾驶效果。座椅上设有不同的按钮，按钮可以传输指令形成对座椅的调节，同时座椅上面有存储键，存储驾驶员较为舒适的座椅位置，进一步提高驾驶员的驾驶舒适度。目前的大部分汽车已经基本实现了头枕高度、靠背上部、倾斜度、宽度以及座垫纵向调节、高度调节、倾斜度、前后的调节，功能齐全。

（二）记忆功能

记忆功能主要就是通过按键手动设置调整完座椅的角度与位置后形成对座椅的控制，通过电机与霍尔传感器的脉冲数进行存储，系统有效的记忆信息，在驾驶员下一次需要调整到这个座椅位置或者恢复座椅位置时就可以通过按存储键三秒实现复位。记忆功能可以目前主要应用于前乘客座椅与驾驶员座椅，控制系统中有多个存储按键，所以一般可以记忆多个座椅位置，为乘客与驾驶员提供了较大的便利与舒适。

（三）座椅加热装置

电动座椅还可以实现加热效果，主要是同构加热装置，大部分汽车目前可以从总线端进行控制，启动座椅的加热装置，通过系统信号的传输，将信号发送到座椅，形成负荷电流，实现座椅加热，在座垫中分别带有NTC电阻，实现对温度的调节。

（四）测量位置极限的自学习功能

最后一个应用功能是测量位置极限的自学习功能，由于汽车内部空间大小有差别，所以汽车座椅的调节距离也有所差异，所以大部分电动座椅具备自学习功能，可以测量汽车内部空间的位置极限，确保内部空间的而合理使用，在电动机转动的过程中，系统会对电动机的转速进行监视，当转速低于电动机正常转速效果时就可以判断电动机的堵转状态，确定极限位置，放置堵转，确保座椅位置合理。

结论：汽车的电动座椅是汽车中辅助驾驶员驾驶的一个重要部分，而电动座椅的结构较多，不同结构承担着不同的功能，也具备不同的原理，不同座椅生产厂家在明确电动座椅不同结构的原理与功能后可以有效的利用功能实现对座椅的进一步开发与应用，进一步提高电动座椅的用途。本文就从电动座椅的结构原理与应用功能等多方面进行了分析讨论，旨在为驾驶员与相关座椅设计人员进一步明确座椅的功能与应用方向，为更好地使用与开发汽车电动座椅奠定基础。