£技朮)*
Tech ni c al Comm uni c ati o n
+计
乘员占位传感器开发设计解析
曹晶，白丽
（一汽奔腾轿车有限公司奔腾开发院，吉林长春130012）
摘要：本文从零件工作原理、功能设计、硬件设计、试验验证4个方面，阐述乘员占位传感器如何开发设计%关键词：工作原理；功能设计；硬件设计；试验验证
中图分类号：U463.6文献标志码：A文章编号：1003-8639(2021)02-0053-03
Analysis on the Design of Passenger Detect Sensor
CAO Jing,BAI Li
(Bestune Development Department,FAW Car Co.,Ltd.,Changchun130012China) Abstract：This article analyzes how to design the passenger detect sensor from four perspectives:work principles；function design；hardware design and test.
Key words：work principle；function design；hardware design；test verification
曹晶（1980-），女，工程师，从事电气类零件
开发设计工作；白丽（1983-"，女，工程师，从事电气类零件测试工作。
!零件概述及工作原理
1.1零件概述
乘员占位传感器（以下简称SBR）由感应区域、线束及连接装置组成，安装在座椅内部，用于检测乘员侧座椅上的乘员占位情况。零件示意如图1所示。1.2工作原理
感应区域结
示意如图3所示>原
示意如图4所示。
SBR的感应区域
是的感
应>由上、下
及中间的粘
结成>导电线
路和传感单元印刷
在上下上。
上层薄片
银质导电层
石墨覆盖层
中间层
石墨覆盖层
银质导电层
下层薄片
图3感应区域结构示意图
图1零件示意图
压力和/或弯曲SBR会将是否有乘员占位信息发送至ECU1>ECU1综合
安全带锁扣状态和乘员占位信息>判断是否需要进行安全带未系提示。ECU2根据ECU1的判定结果，予以符号提示、声音警示，提醒乘员佩戴安全带。功示意图如图2所示。
图2功能示意框图
收稿日期：2020-09-15
座椅有>传感单元。感应区域内所有的传感单元将成电路路，箜路的 在座椅上的应。
路SBR状态、未状态的进行乘员占位信息的判定。
2功能设计
2.1!!功定
1）功座椅>由于装结的>座椅座椅>会装在座椅上的SBR 定的。SBR需要有一定的抵抗
《"军电器》2021年第2期
3
设计
Technical  Communication
能力，防止座椅空载时SBR 被激活，产生乘员占位的误报。
2) 探测性功能：SBR 需能够准确地探测乘员座椅占位
情况、发岀乘员占位的探测信号。
3) 非探测性功能：当座椅上有一定负载的情况下，
SBR 需具有相应的抵抗负载能力，不应被激活、发岀乘员占
位的探测信号。
车内车内做运动又激烈2.2功能要求
1) 预载功能：①测试温度：低温-30°C±2!、常温23!
±2!、高温65C±2C ；②测试样本：空载的座椅总成；③功
能要求：座椅在空载的情况下，SBR 不能被激活。
2) 探测性功能：①测试温度：低温-30C±2C 、常温 23C±2C 、高温65C±2C ；②测试样本：40kg 假臀、48kg 假
臀、AF05(48kg )真人、AM50(65kg )真人、AM95(85kg )真人
③测试坐姿：见图5；④功能要求：要求SBR 能够准确地探
测到！第5百分位成年女性乘客的乘员占位。
若假臀的测试结果处于临界状态， 真人的测试结果
准。探测性功能测试标致408颜
图6
7
3) 非探测性功能：①测试温度：低温-30C±2C 、常温23!±2!、高温65C±2C  ；②测试样本：
(
径
100mm/3kg )、硅胶板(150*300mm/5kg )；③功能要求：SBR
不应被激活、发岀乘员占位探测信号。非探测性功能测试示 意如图7所示。
3硬件设计
3.1设计输
一汽奔腾轿车
设计输入包座椅A
、座椅发
、座椅
(
/ / )
、 位 。需
SBR  、 确认。
3.2相设计参数
1) 工作电压：0〜19＜。
2)
: 0〜20mA 。
3) SBR 激活时阻值：0〜330Q 。4) SBR  激活时 ：540〜$Q 。
5) 工作温度
：-30〜65!。
6)
温度 ：-30〜65!。3.3 设计
SBR 的感应区域由若干传感单元组成。当座椅表面有载
时， 到力被激活。应 有被激活的
一 Q  的
在座椅上的载
相 应。
SBR 激活状
正常坐姿前移50mm 坐姿2中心线左侧偏移坐姿
前移50mm 坐姿1
腿部交叉坐姿分腿坐姿
中心线右侧偏移坐姿
偏转坐姿
图5乘员坐姿
图6探测性功能测试示意图
态、 激活状态的 员占位信
的 定。
设计
+ 的
接，需结SBR  ( /
)
、CAE 分 试验验
的。
在 性能要求
提下，岀于成本优化考虑，可优先
选用单 SBR 。
单 SBR 等效 图8所示，串联+并联
SBR 等效 图9
。
图7非探测性功能测试示意图
《"车电器》2021年第！期
K技朮交*］设计Tech n i c al Com muni c ati o n匸
图8并联式单指形SBR等效硬件电路配置座椅加热、有与的座椅附件）/进行人人时，安装座椅靠背。
2）于人人时，座椅的位置（靠背/座椅A面的），与在上的安装。
3）传感的阻量数。
4.2
为SBR在不同下的靠性、耐久性，将试验分A、B两组进行。如11所示。
右侧传\\\ \
感单元=>Y?Y9
左侧传・>—\
感单元、、、、图9串联+并联式双指形SBR等效硬件电路
3.4布置要求
根据座椅造型数据进行SBR布置时，需满足如下要求。
1）以座椅H点为中心进行SBR布置，需定位在人坐在座椅上时的最大压力处。
2）SBR与座椅泡沫沟槽处的间隙至少为30mm，同时需要考虑SBR在座椅上装配时的安装公差为±5mm。
3）SBR的传感区域处不能有加热垫的粘胶、裸露的加热垫电阻丝。
4）感应区域与线束间的连接装置，尽量置于座椅靠背下方，避免影响座椅的舒适性。
3.5传感
SBR中的重要的部分，也难点部分。只有度的理，能SBR 不位 位。
SBR的感应区域压的感应/上、下层中间的粘，电线传感在上下
上。传感的大影响传感的重要参数，为！12.0〜！13.0mm。/需按能要求进行、性、性能,
的理性。传感如10。
压力和/或弯曲
上层膜片（PET）
双面胶
双面胶
下层膜片（PET）
012.0-013.0mm
----->
图10传感单元示意图
4试验
4.1
1）安装有传感器的座椅（包括座椅骨架、泡沫、是否
图11试验流程图
1）A进行、功能、入-，试验目的是模拟SBR在整中的耐性能。
2）B进行膝压模拟、能/目的模拟SBR的机械性能及与座椅装配后的粘贴可靠性。4.3果判定
于SBR传感的技术原因，中得的电阻值是无法准确再（总变差R&R〉10%），所以试验果PASS"通过）/FAIL（败）。
5总结
位传感的难点在于以下几点。
1）零布置。SBR基于座椅H点为中心进行布置。
于座椅造型缝合线会对SBR产生影响，同时有座椅加热装备时，还要避免SBR传感区域与加热丝的位置重，增加了SBR零件选型及布置的难。
2）与座椅匹配SBR的定。若定的过高，容易座椅空时位信息；若定低，可能会座椅有位时SBR未识别来的情况。需能来的理性。
在传感的中，以初期，座椅数据冻进行SBR布置数据评审DV PV阶段的,SBR定的理性。确来的传感
稳定、靠、。
（编辑凌波）
《"车电％》202#年第2期
3
设计）奔〔技朮交.
Technical Communication
基于CFD分析挡风玻璃风阻系数
杨扬
（晋中职业技术学院车辆工程学院，山西晋中030600）
摘要：大型汽车在路面上运动时会受到来自外界的各种阻力，这些阻力会直接影响到汽车燃油经济性；汽车运动时，阻力较小，燃油经济也相对小；阻力大，自然油耗也会增加。本文通过数值模拟CFD方法来探究挡风玻璃阻力系数大小与速度之间的关系；主要研究某品牌卡车在公路上以度行驶，前挡风玻璃阻力系数，从而得出速度与阻力系数之间的关系，来车参考恰当提升卡车的燃油经济性。
关键词：CFD；阻力系数；卡车
中图分类号：U463.83文献标志码：A文章编号：1003--639（2021）02-0056-03
Analysis of Wind Resistance Coefficient of Windshield Based on CFD
YANG Yang
（Vehicle Colle@e，血乙比口弐％0垃0?>1&26小山01Colle@e，血乙比口弐030600,Chi?>）Abstract：When a large car is moving on the road,it is subject to a variety of external resistance,which will directly affect the fuel economy in automobiles.When the car is moving,the resistance is small and the fuel economy is relatively small；when the resistance is large,the natural fuel consumption will also increase.In this paper,the relationship between windscreen resistance coefficient and speed is studied by numerical simulation CFD method,and the front windscreen drag coefficient of a truck traveling at different speeds on the highway is mainly studied,the relationship between speed and drag coefficient is obtained,which can provide the driver with driving reference to improve the fuel economy of truck properly.
Key words：CFD；resistance coefficient；truck
杨扬（1985-），男，硕士，主要从事CFD数值模拟工作，以及液压元件与液压系统的设计。连续性方和动量方程⑷。
1）方
对于可的来，无论是以哪种运动形式流动，因为P二O式可以
卡车能够在路面上运动，是由于卡车驱动力大于或者等于外界产生的阻力，从而可以实现各种模式的运动。卡车在
平整路面上以同一速度运动时，必须克服来自卡车轮胎与地面之间运动产生的滚动阻力和卡车车身与空气摩擦产生的空气阻力；当卡车在具有一定角度路面上行驶，还需要克服自身重力所产生的阻力即坡度阻力；当卡车加速行驶时，还需要克服加速阻力⑴。结合以上叙述，可以看出无论卡车以哪种方式运动，空气阻力和滚动阻力是无法的。
要模CFD方法，来阻力与车速之间的关。对象选取某品自发的6! 4卡车，要模车在平路上以同一速度运动行驶，行驶速度为50km/h、80km/h、110km/h下阻力与速度之间的关。
1理论基础
是可压缩还是可以，还是或者的，FLUENT对有的
方法，FLUENT的能有种方法来的实际叫CFD在现实的关时，W
—的或者!3"。下面给出的收稿日期：2020-08-15
的！和都可以通过以上公式连续方程得到。
2）动方
在关时，选取的一，选取的和出的动是
的。定动，的动O即
出莎少+甘/刃=』两2妙必_刃必（2）
cv cs cs2CS X
动量方程是矢量平衡方程，也可以取分量平衡的形式。
菲跃2基于CFD进行前处理
以要CFD模拟方法，对简化处理后的卡车进行模，以界。
2.1模
对某企业自发的6x4卡车，结合实参
长6m、宽3.5m、高3.86m和，以模的重点对模做了合CATIA对模行三维模，接着借助ICEM对做好的模行。
网格划分CFD模拟分析前处理，在整个模拟分析中耗时
《"车电％》202#年第2期
K
技朮交* ］设计
Tech n i c al  Com  muni c ati o n  匸
大约占到整个模拟30%〜60%的时间⑸。在实际模拟过程中， 网格品质和数量会影响到后期FLUENT 计算的精度和速度 同时，也会影响到计算过程中收敛及收敛速度。在划分网格
过程中，如果网格数量比较稀疏，很有可能导致在后期模拟
过程中计算出现发散情况，或者收敛速度变慢；遇到该类型
问题，就需要对网格进行加密处理，恰当缩小网格尺寸。但 是，如果网格太密了必导致网格数量加大，
在FLUENT
过程中对计算 出 的要， 计算速度 会变慢， 影响到 效率；所以，在进行网格划分时
候，我们 该结 模拟 的 ，进行 理网格数
量，要在网格品质和网格数量之间 个恰当的
⑹。网格划分 结 4 , 6 网格划分，歹
到网格太密会影响到计算效率，在进行 模时 模型的一
3 可以有效 网格数量3 计算速度提高计
算效率2。
2.2边界条件设定
FLUENT  的
程 量 程 能量 程
雷克萨斯产地
和分程及 量程问题 是 的3 是在 的 时有所同3致在实际 问题中
和
对不同的问题3 FLUENT 就需
要对 进行 的 的 及 质
的物理 3以及量变和组分 变量在 处
的
嘉兴交警网违章查询
数值3所以 的 在算中起到很要的作
用3也可以 整个计算结果的准确度3
我们在对边进行 时要 ⑺。
在 题中
1个
3同时在Y
加速度 在 中 模型3 对
模型进行
的 ⑻！① 可缩 ；②忽略压
力对空密度的影响3 壁绝热与 间无传导；③ 与 接触的 壁 静止壁3壁处无滑移。所
质空；湍模型 湍流模型；入口
速
度入口 3速度分别 503m/h 、203m/h 、110km/h ；出口设置
出口 101325P8
稳态 器3计算
SIMPLE 格式。
3基于FLUENT 模拟分析
以下主要通过FLUENT 软件对行驶速度503m/h 、203m/h 、
110km/h 下卡车态性能进行分析。
3.1速度
图1〜图3分别为行驶速度503m/h 、203m/h 、110km/h 数值 模拟得到的速度云图3 云图中可以看出在位于卡车前端和 尾部 速度对 较
Contours  of V el o ci t y  M agnitude  (km/h )
Contours  of V el o ci t y  M agnitude  (km/h )
Aug  07, 2020ANSYS  F luent  15.0 (3d, pbns, s ke)
图1 50km/h 速度云图
图2 80km/h 速度云图
图3 110km/h 速度云图
3.2阻
图4〜图6模拟得到的结果分别行驶速度503m/h 、203m/h 、 110km/h 下3前挡风玻璃阻系数。通过以上3幅阻系数图
可以看出3阻 系数瞬间达到波峰状态3之后回落后维持在
稳定状态。同时3随着卡车速度加前挡风玻璃阻 系数也越来越3行驶速度在50km/h 时阻力最系数0.325, 当速度稳
行后阻系数稳在0.25左右；行驶速度在
80km/h 时阻最大系数0.64 3当速度稳
行后阻系数
稳定在0.52左右；行驶速度在110km/h 时阻力最系数
1.183当速度稳
行后阻 系数稳定在0.90左右。
图4 50km/h 阻力特性曲线
0 10 2030 40 50 60 70 80 90 10C
Iterations
cd-1 Convergence  History Aug  07, 2020
ANSYS  Fluent  15.0 (3d, pbns, ske)
图5 80km/h 阻力特性曲线
U.U UUU    11      0 10 2030 40 50 60 70 80 90 100
Iterati o ns
cd-1 Convergence  History
Aug  07, 2020
ANSYS  Fluent  15.0 (3d, pbns, ske)
图6 110km/h 阻力特性曲线
U.U UUU  0 10 2030 40 50 60 70 80 90 100
Iterati o ns
cd-1 Con  v ergence  History Aug  07, 2020
ANSYS  Fluent  15.0 (3d, pbns, ske)
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