CN102941817B - 一种带有加热与压力传感功能的汽车座垫 - Google Patents
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Abstract
一种带有加热与压力传感功能的汽车座垫，其技术要点是：一种带有加热与压力传感功能的汽车座垫，包括设置在坐垫上的压力传感器，其特征在于所述压力传感器包括对应设置的塑料薄膜层，在塑料薄膜层上依次印刷铝箔层导电电路、碳浆导电层，所述碳浆导电层包括传感电路与加热电路，印有印刷电路的塑料薄膜层通过中间层粘结在一起，构成复合结构，所述复合结构内设置多个可重复测量汽车座椅上载荷的传感单元；压力传感器末端与塑胶密封块相连，所述塑胶密封块内设置将各传感单元的电阻值信号进行分类处理的机芯板，所述机芯板与整车安全气囊电控中心相连。本发明具有以下优点：安装更简便，外形简洁；控制气囊弹出量并提醒乘员系好安全带。
Description
技术领域
本发明涉及车辆被动安全方面的汽车乘员安全带提醒，并对乘员进行安全气囊分类保护的压力传感装置。用于判断识别汽车座椅上的乘员或物体状况，以便采取有效措施，提醒乘员系好座椅安全带或者对乘员进行安全气囊分类保护，同时还涉及汽车座椅加热装置。
背景技术
目前随着车辆安全法规进一步完善，CNCAP对新车乘员保护措施也有明确的评判标准。本发明可以通过提供车辆乘员的乘坐详细信息，更有效地提高安全气囊的使用效果，提高车辆的安全性能等级。美国国家道路安全法规中对此提出了明确的法规要求，暨对乘员进行分类保护的传感器安装的要求。美国NHTSA颁布的FMVSS208安全法规里规定了所有美国国内的轿车，安全气囊应对不同类别的乘员从儿童到成人以及儿童座椅进行识别并在撞车时加以有效的保护并控制安全气囊的开启。该法规将使得国内希望整车出口到美国的汽车厂家必须安装和使用乘员分类传感器以达到出口整车的目的乘员分类传感器，能够识别乘员的乘坐状态和类别，有效控制安全气囊的启爆量，更有效保护汽车座椅上不同类别的乘员。
目前使用的传感器主要有：重量传感器，根据座椅上的重量感知是否有人，是大人还是小孩；电子区域传感器，能在驾驶室中产生一个低能量的电子区域，测量通过该区域的电流测定乘员的存在和位置；红外线传感器，根据热量探测人的存在，以区别于无生命的东西；光学传感器，如同一台照相机注视着座椅，并与存储的空座椅的图像进行比较，以判别人体的存在和位置；超声波传感器，通过发射超声波，然后分析遇到的物体后的反射波探明乘员的存在和位置。
传统的汽车的安全气囊内有叠氮化钠（NaN3）或硝酸铵（NH4NO3）等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时，这些物质会迅速发生分解反应，产生大量气体，充满气囊。并不能对乘员进行分类进行有效的保护。
一般地说，计算机软件要能根据乘员的身材、体重、是否系好安全带、人在座椅上所处位置、车辆碰撞时的车速以及撞击程度等，并在一刹那间就做出反应，调整安全气囊的膨胀时机、速度和程度，使安全气囊对乘客提供最合理和最有效的保护，特别是减少对儿童等身体矮小者的伤害。
随着车辆安全法规进一步完善，CNCAP对新车乘员保护措施也有明确的评判标准。本发明可以通过提供车辆乘员的乘坐情况，提醒乘员采取有效的安全带保护措施，提高了车辆的安全性能等级。欧美等国家对进口车辆的安全性能评判中包括了对乘员传感器安装的要求，同时汽车座椅加热垫和乘员传感器通常是两个产品同时放置在座椅泡沫上，本发明提供了一种新型合二为一的产品，同时具备传感器和加热垫的功能并智能化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有加热与压力传感功能的汽车座垫。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：它包括主要由塑料薄膜层、碳浆导电层、金属导电层通过带有粘性材料的中间层构成复合结构，其特征是：所述碳浆导电层包括传感电路与加热电路。
上述技术方案中碳浆导电层加热电路由热敏碳浆制成。
上述技术方案中热敏碳浆为PTC碳浆。
上述技术方案中的铝箔层导电电路是通过铝腐蚀方法制备的，所述铝腐蚀方法包括下述步骤：在铝箔层导电线路上印刷适量的保护液，然后在铝箔层导电电路表面用涂敷腐蚀液腐蚀1-10min后，再用碱液洗掉保护液。
上述技术方案中的铝箔层的厚度为3~30μm。
上述技术方案中的腐蚀液为盐酸。
上述技术方案中盐酸浓度为25~30wt%。
上述技术方案中保护液为动物骨胶质提取液。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：加热垫与压力传感器整合在一起，使安装更加简便，外形更简洁；采用分类压力传感器设计，控制气囊弹出量并提醒乘员系好安全带，更有效地保证乘车人员的生命安全；金属导电层采用铝箔，降低了生产成本，节约了资源；避免了忘记关闭加热开关，导致电瓶电量耗尽而无法启动汽车的情况发生；带有加热达设定好的最高温度时自动停止加热的功能，防止传感器加热温度超过上限对乘员造成健康损害；传感器采用金属铝箔的设计，其韧性更高，使用寿命更长。
附图说明
图1为压力传感器的结构示意图；
图2为压力传感器的俯视透视示意图；
图3为图2的A-A剖面未受压时状态示意图；
图4为图2的B-B剖面示意图；
图5为本发明加热电路结构示意图；
图6为带有压力传感器的泡沫坐垫示意图。
附图主要部分符号说明：
11.塑料薄膜层；12.塑料薄膜层通孔；13.中间层；14.中间层通道；151.铝箔层传感电路；152.铝箔层导电电路；161.碳浆层传感电路；162.碳浆层加热电路；17.中间层通孔；18.塑胶密封块；181.传感器线束I；182.传感器线束II；183.传感器线束III；21.泡沫座垫上表面；22.泡沫坐垫下表面；23.泡沫座垫；24.梯型通孔；25.传感器固定带；27.压力传感器。
下面将结合附图通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
参考图1、图2、图6，本发明提供了一种带有加热与压力传感功能的汽车座椅，包括塑料薄膜层11、碳浆层、铝箔层、中间层13，所述的塑料薄膜层上设置塑料薄膜层通孔12，所述中间层设置中间层通道；所述塑料薄膜层11、碳浆层、铝箔层通过两面胶的中间层13构成复合结构，所述铝箔层是由铝腐蚀工艺加工而成，所述压力传感器末端与塑胶密封块18相连，其中每个传感单元由一对铝箔片，一对碳浆层薄片及将其粘合在一起的带有通孔的中间层组成，复合结构内设置多个可重复测量汽车座椅上载荷的传感单元；所述塑胶密封块内设置将各传感单元的电阻值信号进行分类处理的机芯板，所述机芯板与整车安全气囊电控中心相连（所述机芯板的设置，是传感器需要具有对乘员进行安全气囊分类保护功能时加的，当传感器只具有安全带提醒功能时，不需要设置所述机芯板）。该传感器27或者底面贴胶带直接粘在泡沫座垫上表面21上，或者通过传感器固定带25穿过梯形通孔24，固定在泡沫坐垫23的上表面21，并通过传感器线束I、传感器线束II、传感器线束III与车辆控制压力传感器和汽车座椅加热垫的线束总成相连。
参考图2，本发明传感器单元未受压力时，该传感单元碳浆层传感电路161不接触，无相应电阻产生，则塑胶密封块18内的机芯板不能接收相应的电阻值信号。根据人体重不同而导致每个传感单元间碳浆层的接触程度产生差异，相应的过程中当有电流通过时所产生的接触电阻值将因而改变。当传感器单元受压力较小时，空气从中间层通孔17依次通过中间层通道14，塑料薄膜层通孔12排出，该传感单元碳浆层传感电路161向中间层通孔17凹陷，接触面积较小，产生一定的电阻值；当传感器单元受压力较大时，接触面积较大，产生相应的电阻值信号。
压力传感器具有多个传感单元，各个传感单元可以重复测量汽车座椅上的载荷。所述压力传感器将汽车座椅上的载荷作用于每个传感单元上的不同压力，转换成该传感单元的相对应的电阻值信号。在一定时间里，传感器末端的机芯板对传感器所有传感单元的电阻值进行依次检测，将信息进行分类处理后，传递给安全气囊电控中心。当发生碰撞时控制安全气囊的展开量，实现对汽车座椅上的乘员有效保护，同时还具有提醒乘员系好安全带的提示功能。
参考图2，塑料薄膜层上的传感电路的由铝箔层传感电路151，和覆盖其上的碳浆层传感电路161组成，铝箔层传感电路151在传感器末端分别与传感器线束I和传感器线束II相连。
参考图2、图4、图5，塑料薄膜层上的加热电路的导电电路由铝箔层导电线路152和覆盖其上的碳浆层加热电路162组成，铝箔层导电线路152分别与传感器线束II和传感器线束III相连，互不相通由碳浆传导电流，碳浆层加热电路162在传导电流过程中发热，使得本发明的坐垫具有加热功能。
上述传感器通过下述方法制备：首先在塑料薄膜层上印刷厚度约为25μm的铝箔层导电电路，然后在铝箔层导电电路上印刷适量动物骨胶质提取液后，在整个铝箔层上涂敷27wt%盐酸，腐蚀5-8分钟后，用40wt%的NaOH冲洗。干燥后，在其上相应部分分别印刷碳浆层传感电路161与碳浆层加热电路162，然后通过带有中间层通道14中间层13将带有印刷电路的塑料薄膜层粘合在一起，所述铝箔层与碳浆层导电电路末端固定在塑胶密封胶块18内，并通过塑胶密封块18另一端的导线引出。采用浓度为25~30wt%的盐酸能达到较高的腐蚀效率，严格控制腐蚀时间在1~10min内，避免了因腐蚀时间过长，而腐蚀铝箔层导电电路。采用市售的动物骨胶质提取液，其耐酸不耐碱，能很好的起到保护电路不被酸液腐蚀。
参考图5，当有乘员乘坐时，传感器线束I和传感器线束II之间构成回路，压力传感器则将相应的电阻值信号传递给整车安全气囊电控系统，实现传感器的压力传感器功能；当传感器线束II和传感器线束III之间有加热电压时，实现传感器的加热垫功能（如上段所述）；当传感器线束I和传感器线束III之间有电压时，没有乘员时传感器线束I至传感器线束II，没有回路不连通，传感器不加热；当有乘员乘坐时，传感器线束I至传感器线束II连通有电流通过，传感器线束II至传感器线束III段进行加热。乘员离开座位，传感器线束II至传感器线束III段停止加热，实现智能化控制加热功能。
此外还可以使用热敏碳浆，例如PTC碳浆，在碳浆中加入适量的热敏材料，使碳浆到达特定温度时加热电路自动断开以控制加热温度，防止传感器由于温度过高而损坏，进而达到自动控制加热温度的目的。
Claims (8)
1.一种带有加热与压力传感功能的汽车座垫，包括设置在座垫上的压力传感器，其特征在于所述压力传感器包括对应设置的塑料薄膜层，在塑料薄膜层上依次印刷铝箔层导电电路、碳浆导电层，所述碳浆导电层包括传感电路与加热电路，印有印刷电路的塑料薄膜层通过中间层粘结在一起，构成复合结构，所述复合结构内设置多个可重复测量汽车座椅上载荷的传感单元；压力传感器末端与塑胶密封块相连，所述塑胶密封块内设置将各传感单元的电阻值信号进行分类处理的机芯板，所述机芯板与整车安全气囊电控中心相连。
2. 据权利要求1所述的汽车座垫，其特征是：所述碳浆导电层加热电路由热敏碳浆制成。
3.根据权利要求2所述的汽车座垫，其特征是：所述热敏碳浆为PTC碳浆。
4.根据权利要求1所述的汽车座垫，其特征是：所述的铝箔层导电电路是通过铝腐蚀方法制备的，所述铝腐蚀方法包括下述步骤：在铝箔层导电线路上印刷适量的保护液，然后在铝箔层导电电路表面用涂敷腐蚀液腐蚀1-10min后，再用碱液洗掉保护液。
5.根据权利要求2所述的汽车座垫，所述的铝箔层的厚度为3~30μm。
6. 根据权利要求4所述的汽车座垫，其特征是：所述的腐蚀液为盐酸。
7.根据权利要求6所述的汽车座垫，其特征是：所述盐酸浓度为25~30wt%。
8.根据权利要求4所述的汽车座垫，其特征是：所述保护液为动物骨胶质提取液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: WANG HE Effective date: 20130731 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130731 Address after: 110044 East Street, Dadong District, Liaoning, Shenyang, No. 39 Applicant after: Brilliance Auto Group Holding Co., Ltd. Applicant after: Wang He Address before: 110044 East Street, Dadong District, Liaoning, Shenyang, No. 39 Applicant before: Brilliance Auto Group Holding Co., Ltd. |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
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Effective date of registration: 20160630 Address after: 110044 East Street, Dadong District, Liaoning, Shenyang, No. 39 Patentee after: Brilliance Auto Group Holding Co., Ltd. Patentee after: SHENYANG ZHONGRUI MACHINERY CO., LTD. Address before: 110044 East Street, Dadong District, Liaoning, Shenyang, No. 39 Patentee before: Brilliance Auto Group Holding Co., Ltd. Patentee before: Wang He |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180503 Address after: 110044 Dong Wang street, Dadong District, Shenyang, Liaoning Province, No. 39 Co-patentee after: Liaoning Shang Ze Electronic Technology Co., Ltd. Patentee after: Brilliance Auto Group Holding Co., Ltd. Address before: 110044 Dong Wang street, Dadong District, Shenyang, Liaoning Province, No. 39 Co-patentee before: SHENYANG ZHONGRUI MACHINERY CO., LTD. Patentee before: Brilliance Auto Group Holding Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Granted publication date: 20150311 Termination date: 20200907 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |