汽車坐墊分類傳感器的製作方法
2023-07-04 21:28:21 2
專利名稱：汽車坐墊分類傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛被動安全方面的汽車乘員安全保護的壓力傳感裝置。用於判斷識別汽車座椅上的乘員或物體狀況，對不同重量及位置的乘員進行分類判斷，以便當汽車發生碰撞時，更有效地控制安全氣囊的展開量，更有效的實現對汽車乘員的保護。
背景技術：
目前隨著車輛安全法規進一步完善，CNCAP對新車乘員保護措施也有明確的評判標準。本發明可以通過提供車輛乘員的乘坐詳細信息，更有效地提高安全氣囊的使用效果，提高車輛的安全性能等級。美國國家道路安全法規中對此提出了明確的法規要求，暨對乘員進行分類保護的傳感器安裝的要求。美國NHTSA頒布的FMVSS208安全法規裡規定了所有美國國內的轎車，安全氣囊應對不同類別的乘員從兒童到成人以及兒童座椅進行識別並在撞車時加以有效的保護並控制安全氣囊的開啟。該法規將使得國內希望整車出口到美國的汽車廠家必須安裝和使用乘員分類傳感器以達到出口整車的目的乘員分類傳感器，能夠識別乘員的乘坐狀態和類別，有效控制安全氣囊的啟爆量，更有效保護汽車座椅上不同類別的乘員。目前使用的傳感器主要有:重量傳感器，根據座椅上的重量感知是否有人，是大人還是小孩；電子區域傳感器，能在駕駛室中產生一個低能量的電子區域，測量通過該區域的電流測定乘員的存在和位置；紅外線傳感器，根據熱量探測人的存在，以區別於無生命的東西；光學傳感器，如同一臺照相機注視著座椅，並與存儲的空座椅的圖像進行比較，以判別人體的存在和位置；超聲波傳感器，通過發射超聲波，然後分析遇到的物體後的反射波探明乘員的存在和位置。傳統的汽車的安全氣囊內有疊氮化鈉(NaN3)或硝酸銨(NH4NO3)等物質。當汽車在高速行駛中受到猛烈撞擊時，這些物質會迅速發生分解反應，產生大量氣體，充滿氣囊。並不能對乘員進行分類進行有效的保護。一般地說，計算機軟體要能根據乘員的身材、體重、是否系好安全帶、人在座椅上所處位置、車輛碰撞時的車速以及撞擊程度等，並在一剎那間就做出反應，調整安全氣囊的膨脹時機、速度和程度，使安全氣囊對乘客提供最合理和最有效的保護，特別是減少對兒童等身體矮小者的傷害。
發明內容
本發明的分類傳感器可控制安全氣囊分級充氣或釋放壓力，以防止一次突然點爆產生的巨大壓力對人頭部產生的傷害，並且在乘客未佩戴安全帶的時候發出報警，避免潛在的事故隱患。本發明的技術方案如下:
一種汽車坐墊分類傳感器，包括與傳感器末端相連的塑膠密封塊，其特徵是:所述壓力傳感器包括對應設置的塑料薄膜層，在塑料薄膜層上依次印刷鋁箔層導電電路、碳漿層導電電路，印有印刷電路的塑料薄膜層通過中間層粘結在一起，構成複合結構，所述複合結構內設置多個可重複測量汽車座椅上載荷的傳感單元；所述塑膠密封塊內設置將各傳感單元的電阻值信號進行分類處理的機芯板，所述機芯板與整車安全氣囊電控中心相連。上述的技術方案中的鋁箔層導電電路是通過鋁腐蝕方法製備的，所述鋁腐蝕方法包括下述步驟:在鋁箔層導電線路上印刷適量的保護液，然後在鋁箔層導電電路表面用塗敷腐蝕液腐蝕1-1Omin後，再用鹼液洗掉保護液。上述的技術方案中的鋁箔層的厚度為3 30μπι。上述的技術方案中的腐蝕液為鹽酸。上述的技術方案中的鹽酸濃度為25 30wt%。上述的技術方案中的保護液為動物骨膠質提取液。與現有技術相比，本發明具有以下優點:根據乘員重量進行分類，事故發生時控制安全氣囊展開量，從而更有效地保證車內乘員的安全；採用鋁箔層電路代替銀漿電路，提高了傳感器的抗壓能力，銀易氧化使用壽命低，且韌性較小彎折後電阻值變化較大，且易折斷；用鋁箔層替換銀漿，極大地降低了生產成本；改換成鋁腐蝕工藝，簡化了生產條件，降低了生產成本,提高了生產效率。
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圖1為本發明壓力傳感器的結構示意 圖2為壓力傳感單元未受壓力時狀態示意 圖3a為壓力傳感單元受較小壓力時狀態示意 圖3b為壓力傳感單元受較大壓力時狀態示意 圖4為本發明工作原理電路示意圖。附圖中主要部分符號:
11.塑料薄膜層；12.塑料薄膜層通孔；13.中間層；14.中間層通道；15.鋁箔層；
16.碳漿層；17.中間層通孔；18.傳感單元。
具體實施例方式汽車座椅上的載荷作用於所述壓力傳感器上的各個傳感單元，不同的壓力得到的是轉換成相對應的電阻值；傳感器末端的機芯板，按循環方式在單位時間(I秒)裡，對傳感器所有傳感單元的電阻值進行依次檢測，通過植入的算法程序將電阻值信息進行以下幾類:座椅是否有載荷；有載荷並且可進行判斷情況下，對物體或乘員的重量和位置進行分類；有載荷不能進行判斷。以上3大類詳細信息作為機芯板的輸出結果，傳遞到整車安全氣囊電控中心，安全氣囊根據這些信息，決定是否開啟，或需要開啟時，控制氣囊爆開的程度:例如，當乘員坐在座椅前部時，氣囊爆開量(暨展開量)小一些，以便在汽車碰撞瞬間剛好達到乘員的胸部和臉部進行保護。本發明所述傳感器與智能安全氣囊聯合使用，智能安全氣囊通過分級點爆分級釋放壓力等方式實現氣囊展開量的控制。參考圖1、圖4，包括塑料薄膜層11、碳漿層16、鋁箔層15、中間層13，所述的塑料薄膜層上設置塑料薄膜層通孔12，所述中間層設置中間層通道；所述塑料薄膜層11、碳漿層16、鋁箔層15通過兩面膠的中間層13構成複合結構，所述鋁箔層是由鋁腐蝕工藝加工而成，所述壓力傳感器末端與塑膠密封塊相連，其中每個傳感單元由一對鋁箔片，一對碳漿層薄片及將其粘合在一起的帶有通孔的中間層組成，所述複合結構內設置多個可重複測量汽車座椅上載荷的傳感單元18 ;所述塑膠密封塊內設置將各傳感單元的電阻值信號進行分類處理的機芯板，所述機芯板與整車安全氣囊電控中心相連。該汽車乘員分類傳感器通過傳感器固定帶穿過梯形通孔，固定在泡沫坐墊的上表面，並通過末端接插件與車輛總成相連。參考圖2，本發明傳感器單元未受壓力時，該傳感單元碳漿層16不接觸，無相應電阻產生，則塑膠密封塊內的機芯板不能接收相應的電阻值信號。根據人體重不同而導致每個傳感單元間碳漿層的接觸程度產生差異，相應的過程中當有電流通過時所產生的接觸電阻值將因而改變。參考圖3a，當傳感器單元受壓力較小時，空氣從中間層通孔17依次通過中間層通道14，塑料薄膜層通孔12排出，該傳感單元碳漿層16向中間層通孔17凹陷，接觸面積較小，產生一定的電阻值；參考圖3b，當傳感器單元受壓力較大時，接觸面積較大，產生相應的電阻值信號。參考圖4，壓力傳感器具有多個傳感單元18，各個傳感單元18可以重複測量汽車座椅上的載荷。所述壓力傳感器將汽車座椅上的載荷作用於每個傳感單元18上的不同壓力，轉換成該傳感單兀的相對應的電阻值信號。在一定時間裡，傳感器末端的機芯板對傳感器所有傳感單元的電阻值進行依次檢測，將信息進行分類處理後，傳遞給安全氣囊電控中心。當發生碰撞時控制安全氣囊的展開量，實現對汽車座椅上的乘員有效保護。上述分類傳感器通過下述方法製備:首先在塑料薄膜層上印刷厚度約為25 μ m的鋁箔層導電電路，然後在鋁箔層導電電路上印刷適量動物骨膠質提取液後，在整個鋁箔層上塗敷27wt%鹽酸，腐蝕5-8分鐘後，用40wt%的NaOH衝洗。乾燥後，在其上印刷碳漿層，然後通過帶有中間層通道中間層將帶有印刷電路的塑料薄膜層粘合在一起，所述鋁箔層與碳漿層導電電路末端固定在塑膠密封膠塊內，並通過塑膠密封塊另一端的導線引出。採用濃度為25 30wt%的鹽酸能達到較高的腐蝕效率，嚴格控制腐蝕時間在f IOmin內，避免了因腐蝕時間過長，而腐蝕鋁箔層導電電路。採用市售的動物骨膠質提取液，其耐酸不耐鹼，能很好的起到保護電路不被酸液腐蝕。
權利要求
1.一種汽車坐墊分類傳感器，其末端與塑膠密封塊相連，其特徵是:所述壓力傳感器包括對應設置的塑料薄膜層，在塑料薄膜層上依次印刷鋁箔層導電電路、碳漿層導電電路，印有印刷電路的塑料薄膜層通過中間層粘結在一起，構成複合結構，所述複合結構內設置多個可重複測量汽車座椅上載荷的傳感單元；所述塑膠密封塊內設置將各傳感單元的電阻值信號進行分類處理的機芯板，所述機芯板與整車安全氣囊電控中心相連。
2.根據權利要求1所述的分類傳感器，其特徵是:所述的鋁箔層導電電路是通過鋁腐蝕方法製備的，所述鋁腐蝕方法包括下述步驟:在鋁箔層導電線路上印刷適量的保護液，然後在鋁箔層導電電路表面用塗敷腐蝕液腐蝕1-1Omin後，在用鹼液洗掉保護液。
3.根據權利要求2所述的分類傳感器，所述的鋁箔層的厚度為3 30μπι。
4.根據權利要求2所述的分類傳感器，其特徵是:所述的腐蝕液為鹽酸。
5.根據權利要求4所述的分類傳感器，其特徵是:所述鹽酸濃度為25 30wt%。
6.根據權利要求2所述的分類傳感器，其特徵是:所述保護液為動物骨膠質提取液。
全文摘要
一種汽車坐墊分類傳感器，包括與傳感器末端相連的塑膠密封塊，其技術要點是所述壓力傳感器包括對應設置的塑料薄膜層，在塑料薄膜層上依次印刷鋁箔層導電電路、碳漿層導電電路，印有印刷電路的塑料薄膜層通過中間層粘結在一起，構成複合結構，所述複合結構內設置多個可重複測量汽車座椅上載荷的傳感單元；所述塑膠密封塊內設置將各傳感單元的電阻值信號進行分類處理的機芯板，所述機芯板與整車安全氣囊電控中心相連。本發明具有以下優點事故發生時控制安全氣囊展開量，從而更有效地保證車內乘員的安全；採用鋁箔層電路代替銀漿電路，提高了傳感器的抗壓能力；用鋁箔層替換銀漿，極大地降低了生產成本；改換成鋁腐蝕工藝，降低了生產成本。
文檔編號B60R21/015GK103085748SQ20121032911
公開日2013年5月8日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者王賀, 杜寶臣 申請人:華晨汽車集團控股有限公司