CN113635817A - 一种基于导电织物的座椅电容传感器及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆座椅系统技术领域，具体地说是一种基于导电织物的座椅电容传感器及测量方法。一种基于导电织物的座椅电容传感器，其特征在于：位于无纺布毛毡层的上层及下层分别采用粘结剂连接第一导电织布层及第二导电织布层；第一导电织布层及第二导电织布层是将铜或者镍通过电镀的工艺镀在纤维布上，并且第一导电织布层及第二导电织布层的厚度小于2mm；电容传感器的厚度小于4mm；第一导电织布层的面积小于无纺布毛毡层及第二导电织布层的面积。同现有技术相比，利用导电织布的特性，设计一款轻便、柔软、成本低的电容传感器，并将该电容传感器应用在汽车座椅上，可以实时根据乘员的姿势调节汽车座椅的状态，提高汽车座椅的整体舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆座椅系统技术领域，具体地说是一种基于导电织物的座椅电容传感器及测量方法。
背景技术
当前使用压力传感器检测车辆的驾驶员和乘客的在座椅的位置，仅能从乘员重量对座椅的压力上调整座椅位置，不能针对不同体型做智能座椅位置调整。
使用薄片电极电容传感器和电阻丝电容传感器去测量乘员情况，存在传感器成本高，座椅安装工艺复杂等问题，从而影响车辆生产效率。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种基于导电织物的座椅电容传感器及测量方法，利用导电织布的特性，设计一款轻便、柔软、成本低的电容传感器，并将该电容传感器应用在汽车座椅上，可以实时根据乘员的姿势调节汽车座椅的状态，提高汽车座椅的整体舒适性。
为实现上述目的，设计一种基于导电织物的座椅电容传感器，其特征在于：所述的电容传感器包括导电织布层、无纺布毛毡层，位于无纺布毛毡层的上层及下层分别采用粘结剂连接第一导电织布层及第二导电织布层；所述的第一导电织布层及第二导电织布层是将铜或者镍通过电镀的工艺镀在纤维布上，并且第一导电织布层及第二导电织布层的厚度小于2mm；所述的电容传感器的厚度小于4mm；所述的第一导电织布层的面积小于无纺布毛毡层及第二导电织布层的面积。
位于第二导电织布层的下层采用粘结剂连接加热丝层。
所述的电容传感器为长方形、正方形、圆形、椭圆形、梯形、三角形、L形中的一种。
所述的电容传感器通过线束与控制器连接。
一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，具体方法如下：
S1：将若干电容传感器安装在汽车座椅的特定位置上，若干电容传感器分别通过线束与汽车内部的控制器连接；
S2：汽车内部的控制器通过乘员与若干电容传感器之间的距离和接触面积分别计算出容抗和阻抗的变化量，并通过变化量判断出乘员在汽车座椅位置上的变化；
S3：汽车内部的控制器根据乘员在汽车座椅位置上的变化，控制汽车座椅上相对位置的气袋进行充气或者放气的操作。
所述的电容传感器至少设有1个。
所述的步骤S1中的汽车座椅的特定位置为头枕位置、肩右侧位置、肩左侧位置、腰右侧位置、腰左侧位置、腰上侧位置、腰中侧位置、腰下侧位置、腿右侧位置、腿左侧位置、腿托上侧位置、腿托下侧位置中的一种或多种组合。
所述的头枕位置位于汽车座椅垂直中心线的顶部区域。
所述的肩右侧位置及肩左侧位置分别位于汽车座椅靠背水平中心线上方的左右两侧区域，并且肩右侧位置及肩左侧位置为左右对称布局在座椅靠背侧翼上。
所述的腰右侧位置及腰左侧位置分别位于汽车座椅靠背水平中心线上的左右两侧区域，并且腰右侧位置及腰左侧位置为左右对称布局在座椅靠背侧翼上。
所述的腰上侧位置、腰中侧位置、腰下侧位置分别位于汽车座椅垂直中心线与汽车座椅靠背水平中心线交叉中心点的上、中、下区域，并且腰上侧位置、腰中侧位置、腰下侧位置布置在同一平面上，腰上侧位置、腰中侧位置、腰下侧位置两两之间的间距大于3cm。
所述的腿右侧位置、腿左侧位置别位于汽车座椅水平中心线上的左右两侧区域，并且腿右侧位置、腿左侧位置为左右对称布局在座椅侧翼上。
所述的腿托上侧位置位于汽车座椅水平中心线底部区域；腿托下侧位置位于与座椅垂直的小腿区域。
所述的汽车内部的控制器包括电源管理模块、车辆总线通讯模块、容抗采集模块、中央处理单元模块。
本发明同现有技术相比，提供一种基于导电织物的座椅电容传感器及测量方法，利用导电织布的特性，设计一款轻便、柔软、成本低的电容传感器，并将该电容传感器应用在汽车座椅上，可以实时根据乘员的姿势调节汽车座椅的状态，提高汽车座椅的整体舒适性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明的电容传感器为长方形示意图。
图3为本发明的电容传感器为椭圆形示意图。
图4为本发明的电容传感器为圆形示意图。
图5为本发明的电容传感器为正方形示意图。
图6为本发明的电容传感器为L形示意图。
图7为本发明的电容传感器采用线束与控制器连接示意图。
图8、图9为若干电容传感器安装在汽车座椅上的示意图。
图10为本发明实施例1示意图。
图11为本发明实施例2示意图。
参见图1，图7至图11，1为第一导电织布层，2为无纺布毛毡层，3为第二导电织布层，4为加热丝层，5为电容传感器，6为线束，7为控制器，8为头枕位置，9为肩右侧位置，10为肩左侧位置，11为腰右侧位置，12为腰左侧位置，13为腰上侧位置，14为腰中侧位置，15为腰下侧位置，16为腿右侧位置，17为腿左侧位置，18为腿托上侧位置，19为腿托下侧位置，20为汽车座椅垂直中心线，21为汽车座椅靠背水平中心线，22为汽车座椅水平中心线。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，电容传感器5包括导电织布层、无纺布毛毡层，位于无纺布毛毡层2的上层及下层分别采用粘结剂连接第一导电织布层1及第二导电织布层3；所述的第一导电织布层1及第二导电织布层3是将铜或者镍通过电镀的工艺镀在纤维布上，并且第一导电织布层1及第二导电织布层3的厚度小于2mm；所述的电容传感器5的厚度小于4mm；所述的第一导电织布层1的面积小于无纺布毛毡层2及第二导电织布层3的面积。
使用的导电织布层采用优质柔软的铜/镍电镀导电布为基材，相对于薄片电极电容传感器和电阻丝电容传感器等，它的形状可以根据用户座椅面积进行随意裁剪，安装更加方便。它的厚度小于1毫米，具有优良的弯曲耐久性，不易燃烧，在座椅舒适性上乘员有更好体验。
位于第二导电织布层3的下层采用粘结剂连接加热丝层4。
如图2至图6所示，电容传感器5为长方形、正方形、圆形、椭圆形、梯形、三角形、L形中的一种。
如图7所示，电容传感器5通过线束6与控制器7连接。
一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，具体方法如下：
S1：将若干电容传感器安装在汽车座椅的特定位置上，若干电容传感器分别通过线束与汽车内部的控制器连接；
S2：汽车内部的控制器通过乘员与若干电容传感器之间的距离和接触面积分别计算出容抗和阻抗的变化量，并通过变化量判断出乘员在汽车座椅位置上的变化；
S3：汽车内部的控制器根据乘员在汽车座椅位置上的变化，控制汽车座椅上相对位置的气袋进行充气或者放气的操作。
电容传感器至少设有1个。
如图8、图9所示，步骤S1中的汽车座椅的特定位置为头枕位置8、肩右侧位置9、肩左侧位置10、腰右侧位置11、腰左侧位置12、腰上侧位置13、腰中侧位置14、腰下侧位置15、腿右侧位置16、腿左侧位置17、腿托上侧位置18、腿托下侧位置19中的一种或多种组合。
头枕位置8位于汽车座椅垂直中心线20的顶部区域。
肩右侧位置9及肩左侧位置10分别位于汽车座椅靠背水平中心线21上方的左右两侧区域，并且肩右侧位置9及肩左侧位置10为左右对称布局在座椅靠背侧翼上。
腰右侧位置11及腰左侧位置12分别位于汽车座椅靠背水平中心线21上的左右两侧区域，并且腰右侧位置11及腰左侧位置12为左右对称布局在座椅靠背侧翼上。
腰上侧位置13、腰中侧位置14、腰下侧位置15分别位于汽车座椅垂直中心线20与汽车座椅靠背水平中心线21交叉中心点的上、中、下区域，并且腰上侧位置13、腰中侧位置14、腰下侧位置15布置在同一平面上，腰上侧位置13、腰中侧位置14、腰下侧位置15两两之间的间距大于3cm。
腿右侧位置16、腿左侧位置17分别位于汽车座椅水平中心线22上的左右两侧区域，并且腿右侧位置16、腿左侧位置17为左右对称布局在座椅侧翼上。
腿托上侧位置18位于汽车座椅水平中心线22底部区域；腿托下侧位置19位于与座椅垂直的小腿区域。
汽车内部的控制器包括电源管理模块、车辆总线通讯模块、容抗采集模块、中央处理单元模块。线束6具有屏蔽功能的车辆线束，例如，针对一个电容传感器，线束6的一端连接控制器7，另一端连接电容传感器的导电织布层。中央处理单元模块通过使用多个电容传感器的测量变化量，判断出乘员在座椅上的位置。
为了及时检测出乘员在座椅上的位置，整个系统的响应时间小于500毫秒。
控制器7完成各个模块的初始化，例如电源管理模块，总线通讯模块，中央处理单元模块等的初始化。接着通过不同平面的三个点确定乘员的标准位置，如图10、所示，实施例1为同一时刻肩左侧位置10的电容传感器、腰右侧位置11的电容传感器、腿左侧位置17的电容传感器测量出数据在标准乘员坐姿范围内；如图11所示实施例2为同一时刻肩右侧位置9的电容传感器、腰左侧位置12的电容传感器、腿右侧位置16的电容传感器测量出数据在标准乘员坐姿范围内；车辆在行驶过程中出现上述两个实施例中的任意一个，控制器7判断出乘员坐姿正确，可以忽略剩余电容传感器的测量。在上电阶段，控制器7也可以通过对上述两个实施例的测量相互校验这六个电容传感器是否工作正常。例如同一时刻肩右侧位置9的电容传感器、腰左侧位置12的电容传感器、腿右侧位置16的电容传感器测量出数据在标准乘员坐姿范围内，而腰右侧位置11的电容传感器测量出的数据不正常，可以判断出腰右侧位置11的电容传感器发生错误，及时通知用户检查座椅情况，进而增强设计的鲁棒性。
Claims (14)
1.一种基于导电织物的座椅电容传感器，其特征在于：所述的电容传感器（5）包括导电织布层、无纺布毛毡层，位于无纺布毛毡层（2）的上层及下层分别采用粘结剂连接第一导电织布层（1）及第二导电织布层（3）；所述的第一导电织布层（1）及第二导电织布层（3）是将铜或者镍通过电镀的工艺镀在纤维布上，并且第一导电织布层（1）及第二导电织布层（3）的厚度小于2mm；所述的电容传感器（5）的厚度小于4mm；所述的第一导电织布层（1）的面积小于无纺布毛毡层（2）及第二导电织布层（3）的面积。
2.根据权利要求1所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器，其特征在于：位于第二导电织布层（3）的下层采用粘结剂连接加热丝层（4）。
3.根据权利要求1所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器，其特征在于：所述的电容传感器（5）为长方形、正方形、圆形、椭圆形、梯形、三角形、L形中的一种。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器，其特征在于：所述的电容传感器（5）通过线束（6）与控制器（7）连接。
5.一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于，具体方法如下：
S1：将若干电容传感器安装在汽车座椅的特定位置上，若干电容传感器分别通过线束与汽车内部的控制器连接；
S2：汽车内部的控制器通过乘员与若干电容传感器之间的距离和接触面积分别计算出容抗和阻抗的变化量，并通过变化量判断出乘员在汽车座椅位置上的变化；
S3：汽车内部的控制器根据乘员在汽车座椅位置上的变化，控制汽车座椅上相对位置的气袋进行充气或者放气的操作。
6.根据权利要求5所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的电容传感器至少设有1个。
7.根据权利要求5所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的步骤S1中的汽车座椅的特定位置为头枕位置（8）、肩右侧位置（9）、肩左侧位置（10）、腰右侧位置（11）、腰左侧位置（12）、腰上侧位置（13）、腰中侧位置（14）、腰下侧位置（15）、腿右侧位置（16）、腿左侧位置（17）、腿托上侧位置（18）、腿托下侧位置（19）中的一种或多种组合。
8.根据权利要求7所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的头枕位置（8）位于汽车座椅垂直中心线（20）的顶部区域。
9.根据权利要求7所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的肩右侧位置（9）及肩左侧位置（10）分别位于汽车座椅靠背水平中心线（21）上方的左右两侧区域，并且肩右侧位置（9）及肩左侧位置（10）为左右对称布局在座椅靠背侧翼上。
10.根据权利要求7所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的腰右侧位置（11）及腰左侧位置（12）分别位于汽车座椅靠背水平中心线（21）上的左右两侧区域，并且腰右侧位置（11）及腰左侧位置（12）为左右对称布局在座椅靠背侧翼上。
11.根据权利要求7所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的腰上侧位置（13）、腰中侧位置（14）、腰下侧位置（15）分别位于汽车座椅垂直中心线（20）与汽车座椅靠背水平中心线（21）交叉中心点的上、中、下区域，并且腰上侧位置（13）、腰中侧位置（14）、腰下侧位置（15）布置在同一平面上，腰上侧位置（13）、腰中侧位置（14）、腰下侧位置（15）两两之间的间距大于3cm。
12.根据权利要求7所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的腿右侧位置（16）、腿左侧位置（17）分别位于汽车座椅水平中心线（22）上的左右两侧区域，并且腿右侧位置（16）、腿左侧位置（17）为左右对称布局在座椅侧翼上。
13.根据权利要求7所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的腿托上侧位置（18）位于汽车座椅水平中心线（22）底部区域；腿托下侧位置（19）位于与座椅垂直的小腿区域。
14.根据权利要求7所述的一种基于导电织物的座椅电容传感器的测量方法，其特征在于：所述的汽车内部的控制器包括电源管理模块、车辆总线通讯模块、容抗采集模块、中央处理单元模块。
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| WO2023024225A1 (zh) | 2023-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211112 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |