连汽车座椅都如此创新，无人驾驶离我们还会远么？

汽车已然走进千家万户，人们对车辆的要求也不止于性能。舒适的座椅会让驾驶员减轻疲劳，保持愉悦的心情让驾车更为畅快。如今，ADAS逐渐成为热门技术，但你又是否知晓？造就现代电动座椅的又一重要技术是什么？本文将带你深入了解！

首批电动座椅几乎都有一个或两个电动调整装置：主要是向前/向后调整装置和倾斜的靠背。事实上，早期的汽车座椅根本无法调整；福特T型车看上去像固定沙发，车速慢时足够舒服，但在性能和安全方面的设计却相对比较简单。

如今，座椅已成为汽车中一项复杂的子系统。从支持驾驶员（或乘客）的角度而言，座椅不仅仅只是一把椅子，它还有更多的其它功能。座椅具有配备精确支撑装置的人体工效学平台，可以阻止向下的重力、纵向加速度和侧向（转向）力。

此外，现代电动座椅可在各个方面进行调整，例如：与方向盘的距离、座椅高度、座椅的倾斜度、腰靠 ，对于这些我们可以进行不同程度的调整以提升驾驶员的驾乘体验，我们还可以通过提供加热坐垫或冷却坐垫以及具有按摩功能的靠背来提升座椅舒适度。如果驾驶员开车时偏离轨道或感觉昏昏欲睡，座椅甚至能使音响系统发出隆隆的节拍声或摇晃驾驶员。现代座椅还会根据所测的体重来设置气囊并提供在碰撞事故中可以减少颈部受伤几率的头枕。
 
电机使一切座椅调整功能都具有可能性。大多数座椅采用旋转式的有刷直流(BDC)电机，但部分应用却开发出具有电子整流无刷直流(BLDC)电机，这可以减少电机重量并消除电刷的磨损和噪音。

座椅驱动电机

改变座椅位置的各种电机有不同之处，但也存在许多共同之处。通常需要双向调整座椅位置，这意味着驱动电子器件可以使电机电压进行双向转换（从正向转为反向或从反向转为正向），从而确保座椅具有双向调整功能，因此，这也就意味着电路中需要一组全桥（H桥）配置的开关（继电器或晶体管），如图1所示。与单向运动的电机，如座椅风扇电机等相比，这种配置的电机采用更简单的驱动电路，如半H桥或高边驱动器等。

图1：具有H桥配置的晶体管可以确保电机双向旋转

 
机械齿轮系可以将高速、低扭矩的BDS电机旋转运动转换成高扭矩、低速的座椅调整运动。即使可以借助机械齿轮的优势，但有人坐的座椅必须通电才能进行调整，这就意味着需要给电机通电，使其有几安培的电流通过。目前大多数设计师都在使用笨重的汽车继电器或低RDS(ON)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)这两种电子驱动器件来作为全桥开关装置。
 
一个栅极驱动器通常能驱动四个N通道FET，可以使高边开关产生电压电平偏移。栅极驱动器通常还可以确保同一侧的高FET和低FET不同步，从而防止电源接地产生短路（或击穿电流）现象。

简化座椅电机驱动器电子器件

由于座椅包含多种电机，有时可能有必要通过共享的开关MOSFET来简化驱动电子器件。图2展示能驱动两个电机的三个共享半桥。一般来说，N+1个半桥电路能驱动N个独立的BDS电机。
 
TI的两轴汽车电动座椅有刷直流电机驱动参考设计显示了单个三通道栅极驱动器芯片如何控制两个座椅电机。当然，由于电机运动方向组合的限制性需要使用更复杂的电子器件，例如共享电路的脉冲宽度调制(PWM)等，您可能需要在设计时考虑多个电机是否同步运行。正如设计指南中讨论的，共享电路的概念可以拓展至两个芯片控制五轴，等等。

图2：电机间共享MOSFET可以简化座椅电机驱动器电子器件

 
总而言之，未来的座椅设计将会涉及到更多的电机、驱动电子器件，并将继续从继电器转而使用MOSFET，座椅也将继续集成更多的功能。借助每次新设计，可以让座椅变得更智能、更安全、更舒适。