CN203344882U - 一种座椅乘员占用传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种座椅乘员占用传感器，包括至少一个电容传感单元，所述电容传感单元包括：第一电容极板；层叠于所述第一电容极板下侧的弹性空间间隔层，所述弹性空间间隔层上开设有中空孔洞；层叠于所述弹性空间间隔层下侧的第二电容极板，所述第一电容极板和所述第二电容极板用于与外部电气回路连接，构成电气开关回路。本实用新型具有点状电容式传感单元特征，能够对所探测区域的人体存在特征进行更为精确的逐点探测。

Description

一种座椅乘员占用传感器

技术领域

本实用新型涉及汽车座椅技术领域，更具体地说，涉及一种座椅乘员占用传感器。

背景技术

随着现代汽车安全技术的迅速发展，车辆人体保护的安全气囊控制需要更为精准的人体识别技术相配合。通过判断座椅上乘员人体的存在，可以更为有效地控制安全气囊的抑制与展开。通过对座椅上乘员人体重量的有效判断，配合对应的分级气囊展开控制，可以实现更为精准的乘员分级保护，车辆碰撞事故时可以实现更高的乘员安全保障。

以往的乘员识别系统的传感技术通常采用触人体电气开关技术进行座椅乘员存在的判断。当人体重量施压在座椅上时，开关触点接触导通，对外向相关车身电路发出座椅被占用的信号。然而，此类开关型人体传感器常常由于无法区分人体与椅面重物的区别，而常常产生错误判断，造成系统产生不正确的座椅占用状态的输出。

另一类新型的电容式人体传感系统在车辆座椅领域的应用，可以见申请号为201210407385.4的中国专利的相关介绍。通过大面积的平板型电容传感电极对来自于椅面一侧的介电特性的判断，此类传感器利用人体内含有金属离子的体液电解质的存在，可以有效地感知作为生命物体的座椅乘员存在。可以更好地识别人体与非生命物体之间的区分，实现更为精确地人体存在判断。

然而，在上述原理性介绍中，由于需要在座椅内部布置大面积垫体状的柔性传感电极板，而此类电容电极板常常采用以贵金属油墨为印刷材质的导电薄膜技术，这就常常造成此类产品成本的严重上升。同时，单一的大面积平板型电容电极传感也很难对椅面人体体重类型的进行更为精确的判断。

因此，如何能够对所探测区域的人体存在特征进行更为精确的逐点探测，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种座椅乘员占用传感器，以实现能够对所探测区域的人体存在特征进行更为精确的逐点探测。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种座椅乘员占用传感器，包括至少一个电容传感单元，所述电容传感单元包括：

第一电容极板；

层叠于所述第一电容极板下侧的弹性空间间隔层，所述弹性空间间隔层上开设有中空孔洞；

层叠于所述弹性空间间隔层下侧的第二电容极板，所述第一电容极板和所述第二电容极板用于与外部电气回路连接，构成电气开关回路。

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，所述第一电容极板包括第一柔性导电层及具有电气隔离特征的第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层和第二绝缘层分别层叠于所述第一柔性导电层的两侧；

所述第二电容极板由第二柔性导电层及具有电气隔离特征的第三绝缘层和第四绝缘层，所述第三绝缘层和第四绝缘层分别层叠于所述第二柔性导电层的两侧。

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，所述第一绝缘层和第三绝缘层为聚酯绝缘膜、聚酰亚胺绝缘膜、涂覆的绝缘胶或涂覆的绝缘披覆漆。

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，所述第二绝缘层位于所述第一柔性导电层的外侧，所述第四绝缘层位于所述第二柔性导电层的外侧；

所述第二绝缘层和第四绝缘层为聚酯绝缘膜、聚酰亚胺绝缘膜、涂覆的绝缘胶或涂覆的绝缘披覆漆。

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，所述第一电容极板和所述第二电容极板在所述中空孔洞的位置呈平行布置。

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，所述弹性空间间隔层为海绵层、弹性无纺毡层或弹性间隔织物层。

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，所述电容传感单元的外形形状为圆形、长条形、多边形或折曲形.

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，所述中空孔洞的形状可以为圆形、长条形、多边形或折曲形。

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，每个所述电容传感单元的所述中空孔洞为多个。

优选地，在上述座椅乘员占用传感器中，所述中空孔洞对应多个所述电容传感单元。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的座椅乘员占用传感器，弹性空间间隔层具有空间可压缩性，当人体臀部在该电容传感单元处施压时，该电容传感单元的上下两个电容极板（第一电容极板和第二电容极板）经弹性空间间隔层的中空孔洞处被压近。当局部压强足够大时，上下两个电容极板理论上可以实现彼此距离无限接近，即相互之间的间隔距离趋近为零。如此，本实用新型得以实现更为增强的激活特性。通过调整弹性空间间隔层的中空孔洞的形状及面积，可以实现不同外力施压下，上下两个电容极板相互趋近及可接触的响应性。而当该电容传感单元处人体臀部施压撤离时，在弹性空间间隔层的作用下，上下两个电容极板之间的距离可以恢复为旧有的间隔状态。本实用新型具有点状电容式传感单元特征，能够对所探测区域的人体存在特征进行更为精确的逐点探测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电容传感单元的剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电容传感单元受力状态下的剖视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的人体占用位置传感器的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种座椅乘员占用传感器，以实现能够对所探测区域的人体存在特征进行更为精确的逐点探测。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本实用新型实施例提供的电容传感单元的剖视结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的电容传感单元受力状态下的剖视结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的人体占用位置传感器的结构示意图。

本实用新型实施例提供的座椅乘员占用传感器，包括至少一个电容传感单元10，所述电容传感单元10包括第一电容极板20、弹性空间间隔层40和第二电容极板30。

其中，弹性空间间隔层40层叠于所述第一电容极板20的下侧，所述弹性空间间隔层40上开设有中空孔洞41。第二电容极板30层叠于所述弹性空间间隔层40的下侧，所述第一电容极板20和所述第二电容极板30用于与外部电气回路连接，构成电气开关回路。

电容传感单元处的上下两个电容极板（第一电容极板20和第二电容极板30）之间弹性空间间隔层40的中空孔洞41的大小及形状，对于上下两个电容极板的施压接近距离具有相关性。适当控制弹性空间间隔层40的中空孔洞41的大小及形状，会对该传感点的人体探测灵敏度特性产生影响。

在本实用新型一具体实施例中，所述第一电容极板20包括第一柔性导电层21及具有电气隔离特征的第一绝缘层22和第二绝缘层23，所述第一绝缘层22和第二绝缘层23分别层叠于所述第一柔性导电层21的两侧。

第二电容极板30由第二柔性导电层31及具有电气隔离特征的第三绝缘层32和第四绝缘层33，所述第三绝缘层32和第四绝缘层33分别层叠于所述第二柔性导电层31的两侧。

将导电材质层封闭在两个绝缘层之间是有利的，其可以有效地防止受到两个电容极板之间空间介质层受到诸如空气湿度变化引起的介电特性变化的干扰影响。

当诸如人体臀压等外力作用在电容传感单元10区域时，在压力作用下弹性的空间间隔层40被压缩变薄，厚度由d0变为d1。同时，在中空孔洞41处，第一电容极板20、第二电容极板30更被压力作用至近于或达到相互贴合，此处第一电容极板20的第一柔性导电层21、与第二电容极板30的第二柔性导电层31之间的间隔距离更进一步缩小至d2。

由于外形相对稳定的两电极之间，电容值取决于中间隔离间隔层及空气的介电性质、两电极之间的距离d。（平行板电容器的电容C跟介电常数ε成正比，跟正对面积成S正比，与极板间的间隔距离d成反比）计算公式如下：

C=εS/d

（ε=ε₀*ε_r，其中εr是介质的相对介电常数，ε0是真空的介电常数）。

可以理解，当具有电气隔离特征的第一绝缘层22、第三绝缘层32呈现为极薄特征时，d2距离值可以呈现为极小值，趋近于零。相应的，电容传感单元10处的电容值也就可以呈现为极大值状态。

因此，具有中空孔洞41的电容传感单元结构10受压时，会更易发生电容值的大范围变化。

可以理解，配合不同孔径的大小变化，第一电容极板20、第二电容极板30之间受压状态下，彼此之间易于贴合的程度也会相应变化。开孔越大，二者更容易受压贴合；反之，二者贴合则需更大的压力作用。

可弹性变形的弹性空间间隔层40的压缩变形量，也辅助起到了受压时增加电容值变化的作用。同时，其可以受压内缩变形的特点，更加有助于中空孔洞41处第一电容极板20、第二电容极板30之间的受压贴近及贴合。

电容传感单元10处的上下两个电容极板应具有柔性特征，能够在外力施压作用下发生相应的弹性变形及恢复作用。电容极板材质可为单独或复合的导电薄膜，如附着在聚酯、聚酰亚胺等绝缘薄膜上的金、银、铜、铝或碳膜材质导电层等。

在本实施例中，所述第一绝缘层22和第三绝缘层32为聚酯绝缘膜或聚酰亚胺绝缘膜，或者为涂覆的绝缘胶或涂覆的绝缘披覆漆。。所述第二绝缘层23位于所述第一柔性导电层21的外侧，所述第四绝缘层33位于所述第二柔性导电层31的外侧；所述第二绝缘层23和第四绝缘层33为聚酯绝缘膜、聚酰亚胺绝缘膜、涂覆的绝缘胶或涂覆的绝缘披覆漆。

进一步地，所述第一电容极板20和所述第二电容极板30在所述中空孔洞41的位置呈平行布置。所述弹性空间间隔层40为海绵层、弹性无纺毡层或弹性间隔织物层。

进一步地，所述电容传感单元10的外形形状为圆形、长条形、多边形或折曲形。所述中空孔洞41的形状可以为圆形、长条形、多边形或折曲形。

电容传感单元10以及上下两个电容极板与弹性空间间隔层40的中空孔洞41的形状及数量可以是相互对应的，也可以是非相互对应的。即每个所述电容传感单元10的所述中空孔洞41为一个或多个。所述中空孔洞41对应一个或多个所述电容传感单元10。

一个电容传感单元10可以对应一个弹性空间间隔层40的中空孔洞41，也可以对应两个及两个以上的弹性空间间隔层40的中空孔洞41。反之，一个弹性空间间隔层40的中空孔洞41可以对应一个电容传感单元10的上下两个电容极板，也可以对应多个电容传感单元10的上下两个电容极板。

本实用新型的一种简化用法是：上下两个电容极板之间的弹性空间间隔层40也可以呈现为非弹性特征。即呈现为仅具有中空孔洞41的非明显弹性压缩特征，如致密的厚布层、较硬的塑料发泡层等。

本实用新型的另一种简化用法是：当上下两个电容极板呈现为大面积柔板状结构时（可视同为较大面积的点状特征），同样可以以分布状态排列一个及一个以上的弹性空间间隔层40的中空孔洞41。同样可以起到增强不同外力施压下，上下两个电容极板相互趋近及可接触的响应性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种座椅乘员占用传感器，其特征在于，包括至少一个电容传感单元（10），所述电容传感单元（10）包括：

第一电容极板（20）；

层叠于所述第一电容极板（20）下侧的弹性空间间隔层（40），所述弹性空间间隔层（40）上开设有中空孔洞（41）；

层叠于所述弹性空间间隔层（40）下侧的第二电容极板（30），所述第一电容极板（20）和所述第二电容极板（30）用于与外部电气回路连接，构成电气开关回路。

2.如权利要求1所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，所述第一电容极板（20）包括第一柔性导电层（21）及具有电气隔离特征的第一绝缘层（22）和第二绝缘层（23），所述第一绝缘层（22）和第二绝缘层（23）分别层叠于所述第一柔性导电层（21）的两侧；

所述第二电容极板（30）由第二柔性导电层（31）及具有电气隔离特征的第三绝缘层（32）和第四绝缘层（33），所述第三绝缘层（32）和第四绝缘层（33）分别层叠于所述第二柔性导电层（31）的两侧。

3.如权利要求2所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，所述第一绝缘层（22）和第三绝缘层（32）为聚酯绝缘膜、聚酰亚胺绝缘膜、涂覆的绝缘胶或涂覆的绝缘披覆漆。

4.如权利要求2所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，所述第二绝缘层（23）位于所述第一柔性导电层（21）的外侧，所述第四绝缘层（33）位于所述第二柔性导电层（31）的外侧；

所述第二绝缘层（23）和第四绝缘层（33）为聚酯绝缘膜、聚酰亚胺绝缘膜、涂覆的绝缘胶或涂覆的绝缘披覆漆。

5.如权利要求1所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，所述第一电容极板（20）和所述第二电容极板（30）在所述中空孔洞（41）的位置呈平行布置。

6.如权利要求1所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，所述弹性空间间隔层（40）为海绵层、弹性无纺毡层或弹性间隔织物层。

7.如权利要求1-6任一项所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，所述电容传感单元（10）的外形形状为圆形、长条形、多边形或折曲形.

8.如权利要求7所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，所述中空孔洞（41）的形状可以为圆形、长条形、多边形或折曲形。

9.如权利要求1-6任一项所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，每个所述电容传感单元（10）的所述中空孔洞（41）为一个或多个。

10.如权利要求1-6任一项所述的座椅乘员占用传感器，其特征在于，所述中空孔洞（41）对应一个或多个所述电容传感单元（10）。

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