座椅占用传感器单元以及座椅的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于识别座椅、尤其车辆座椅的占用的座椅占用传感器单元以及一种具有这种座椅占用传感器单元的座椅。
【背景技术】
[0002]现今在车辆中、尤其在乘用车辆中常常安装车辆座椅占用传感器和用于车辆座椅占用识别的系统，以便为不同的应用提供相应于座椅占用的电信号。作为这样的应用的示例在此仅仅提及安全带控制(seat belt reminder, SBR)以及安全气囊系统的激活控制(auxiliary restraint system，ARS)。
[0003]在此，使用不同实施方式的车辆座椅占用传感器。车辆座椅占用传感器还可以构造为电容式传感器、形变传感器或构造为压力敏感的或者力敏感的传感器。
[0004]例如，国际申请WO 2014/075953A1描述一种设置在车辆座椅的座椅泡沫的B侧上的用于车辆座椅占用识别的单元，所述单元包括具有向上的表面和向下的表面的支承板和用于支承板在座椅弹簧装置上的支撑的大量侧面支承元件，所述单元的上表面通过所述座椅弹簧装置限定。所述支承板的向上的表面相对于所述单元的向上的表面凹陷地设置。第一泡沫垫平放地设置在所述支承元件之间以及所述支承板上。在第一泡沫垫下面的在支承板的向上的表面上实施的凹陷用于容纳第二泡沫垫，所述第二泡沫垫携带压力敏感的或者力敏感的传感器，所述传感器构造为薄膜开关。所述凹陷具有比由所述薄膜开关的高度和所述第二泡沫垫的高度构成的总和更大的深度。所述薄膜开关在侧向上超出所述第二泡沫垫的第一边缘和与所述第一边缘相对置的第二边缘。
【发明内容】
[0005]本发明从一种用于识别座椅、尤其车辆座椅的占用的座椅占用传感器单元出发，其包括:
[0006]具有下侧和上侧的支承板，其中所述下侧在准备就绪的状态中朝向所述座椅所在的底部，并且在所述上侧上构造有支撑面，
[0007]具有至少一个主动开关元件的对压力进行反应的薄膜开关，
[0008]柔性的、设置在支承板的支撑面上的操作元件，
[0009]其中，所述操作元件参考垂直于支撑面或者垂直于座椅表面一一B侧的方向设置在薄膜开关和支撑面之间并且在超过在垂直于支撑面的方向上作用到至少一个主动开关元件上的力的阈值时所述开关元件的开关状态可改变。
[0010]“车辆”在此应尤其、但不限制性地理解为乘用车辆、载重车辆和公共汽车。
[0011]在此提出，在支承板的上侧上设置有至少两个支撑元件，所述至少两个支撑元件在平行于支撑面的至少一个方向上通过支撑面分离地相对置并且具有朝向操作元件的侧面，所述侧面的下棱边与所述支撑面至少分段连续地至少部分地邻接，其中在没有力作用的情况下所述操作元件在垂直于支撑面的方向上的高度大于至少两个支撑元件的从支撑面起确定的高度。
[0012]通过这种方式可以其整个使用寿命期间保护薄膜开关免于变形和/或由弯曲导致的潜在损坏。
[0013]此外提出，对压力进行反应的薄膜开关包括至少一个柔性的、电绝缘的第一支承薄膜和至少一个柔性的、电绝缘的第二支承薄膜以及至少一个能够导电的第一电极和至少一个能够导电的第二电极。
[0014]所述柔性的、电绝缘的第一支承薄膜和所述柔性的、电绝缘的第二支承薄膜彼此间隔开地基本上彼此平行地设置并且通过电绝缘的间隔薄膜彼此分离。间隔开的支承薄膜在准备就绪的状态中基本上平行于支撑面设置。
[0015]能够导电的第一电极例如设置在第一支承薄膜上并且能够导电的第二电极设置在第二支承薄膜上。间隔薄膜具有至少一个贯穿凹槽，并且能够导电的第一电极、能够导电的第二电极和贯穿凹槽在垂直于支承薄膜的方向上至少部分重叠，以便形成至少一个主动开关元件。
[0016]由此能够以构造简单的方式提供一种座椅占用传感器单元，在所述座椅占用传感器单元中在其整个使用寿命期间持续保护薄膜开关以免变形和/或由弯曲导致的损坏。
[0017]在座椅占用传感器单元的一种优选构型中，支撑面构造为支承板的上侧中的凹陷或者构造为参照支撑元件的凹陷。由此能够实现操作元件的良好的机械引导和位置稳定性以及操作元件设计时的附加自由度，其中同时保护薄膜传感器免于变形和/或由弯曲导致的损坏。
[0018]在座椅占用传感器单元的一种特别优选的扩展方案中，至少一个操作元件在平行于支撑面的至少一个方向上的尺寸基本上相应于至少两个支撑元件在所述方向上的距离。通过这种方式可以实现操作元件的良好的机械引导和位置稳定性并且同时保护薄膜传感器免于变形和/或由弯曲导致的损坏。
[0019]如果至少两个支撑元件和支承板一体地实施，则能够实现座椅占用传感器单元的简单且成本有利的制造。“一体地”在此应尤其理解为材料锁合地连接一一例如通过焊接工艺和/或粘接工艺并且特别有利地模制，如同通过由铸造制造和/或通过一个或多个组件注塑方法中的制造。具有至少两个支撑元件的支承板尤其能够特别有利地由热塑性塑料以注塑方法制造。
[0020]在座椅占用传感器单元的另一有利构型中，支撑面基本上以矩形形状构造，操作元件占据支承面的大部分，并且至少两个支撑元件沿着矩形的长边设置。“大部分”在此应尤其理解为多于50%并且特别有利地多于70%。“基本上矩形”在此应尤其理解为支撑面的量值与包围支撑面的最小矩形的量值偏差小于10%。由此能够实现对压力进行反应的薄膜开关的一种构型，其中薄膜开关具有很多主动开关元件并且通过超过在垂直于支撑面的方向上作用到主动开关元件中的一个或多于一个上的力的阈值所述主动开关元件的开关状态或相关多个主动开关元件的开关状态可改变。例如所述薄膜开关能够在矩形的长边的方向上具有多个依次设置的主动开关元件，这些主动开关元件的开关状态为了识别座椅的占用能够有利地彼此逻辑关联。矩形的长宽比优选至少2:1并且特别优选至少3:1。
[0021]在座椅占用传感器单元的另一优选构型中，至少两个支撑元件具有基本上矩形的横截面形状。由此能够通过简单的方式实现操作元件的良好的机械引导和位置稳定性并且同时保护薄膜传感器以免变形和/或由弯曲导致的损坏。
[0022]如果操作元件至少主要由泡沫塑料材料构成，则能够通过超过在垂直于支撑面的方向上作用到主动开关元件上的力的阈值实现主动开关元件的开关状态的可靠且可复现的改变。
[0023]特别优选地，泡沫塑料材料是基于已知的聚氨酯(PUR)泡沫塑料的材料，由于其广泛使用能够提供成本有利且良好可供使用的解决方案。
[0024]在另一优选构型中，座椅占用传感器单元包括分离薄膜元件，所述分离薄膜元件在准备就绪的状态中参考垂直于支撑面的方向设置在薄膜开关上方。因此能够有利地有效避免在使用座椅中的座椅占用传感器单元的情况下所述薄膜开关附着在座椅的座椅泡沫上并且由此关联地能够避免座椅占用传感器单元的潜在失效。
[0025]在一种优选构型中，分离薄膜元件至少在朝向薄膜开关的一侧上或朝向座椅的座椅泡沫的一侧上具有涂层，所述涂层具有化学隔离物质。也可以以化学隔离物质涂覆分离薄膜元件的两侧。所述化学隔离物质例如能够由基于PTFE (聚四氟乙烯)的隔离物质形成。替代地也可以使用本领域技术人员认为合适的其他隔离材料。
[0026]在另一优选构型中，薄膜开关的第一电极和第二电极以厚膜技术实施。通过这种方式能够实现关于通过超过在垂直于支撑面的方向上作用到至少一个主动开关元件上的力的阈值导致的至少一个主动开关元件的开关状态的改变的高精度和可重复性。
[0027]在另一优选构型中，柔性的、电绝缘的支承薄膜中的至少一个至少主要由热塑性塑料构成。由此能够实现柔性的、电绝缘的支承薄膜的高尺寸精确度以及作为高精确度的结果实现关于通过超过在垂直于支撑面的方向上作用到至少一个主动开关元件的力的阈值导致的至少一个主动开关元件的开关状态的改变的高精度和可重复性。
[0028]优选地，热塑性塑料从以下组中选择:所述组由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)和由这些塑料中的至少两种构成的混合物形成。
[0029]此外提出一种座椅、尤其车辆座椅，其包括座椅底部和座椅垫，所述座椅底部用于支撑座椅位置中的人，所述座椅垫具有至少一个泡沫塑料元件用于所述座椅底部的衬垫，其中所述至少一个泡沫塑料元件具有朝向座椅位置中的人的上侧和朝向所述座椅底部的下侧，所