用于座椅垫B面处的座椅占用传感器的弹性传感器支撑架的制作方法

本发明涉及一种用于将至少一个座椅占用传感器安装到座椅的座椅基部的传感器架，以及涉及包括这种传感器架的座椅占用传感器单元。

背景技术：

车辆座椅占用检测系统现在广泛用于车辆中，尤其是乘用车中，用于为各种设备提供座椅占用信号，例如用于安全带提醒(sbr)系统或用于启动控制辅助约束系统(ars)，诸如安全气囊。座椅占用检测系统包括座椅占用传感器，其已知以多种变型存在，特别是基于经常由座椅乘员的重量产生的机械载荷或力的感测。为了满足关于易于集成和所需鲁棒性的要求，经常将力敏座椅占用传感器布置在车辆座椅的b面上，即在座椅垫的泡沫体和车辆座椅的座椅基部(座椅板和/或垫支撑悬挂弹簧)之间。

例如，德国专利申请公开de19752976a1公开了一种薄膜型压力传感器形状的车辆座椅占用传感器。压力传感器包括第一载体膜、间隔件和第二载体膜，它们以三明治夹层的方式彼此设置。接触元件布置在载体膜的内表面上。当在传感器上施加压力时，间隔件中的开口允许接触元件彼此接触。压力传感器布置在车辆座椅的泡沫垫的底侧上的腔体内侧。压力传感器由泡沫块支撑，所述泡沫块封闭所述腔体并且其搁置在座椅板上。

在专利申请公开wo2013/178485a1；wo2013/178487a1；us2007/182226a1；wo2011/124472a1；和jp2011105277a中公开了车辆座椅占用传感器的其他示例。

所提出的发明由以下见解而开始：座椅垫的泡沫体的容差，而且特别是垫支撑结构的容差，影响力敏座椅占用传感器的性能。

辅助的图4示意性地示出了座椅垫的泡沫体fb的容差和/或由多个悬挂弹簧sp形成的垫支撑结构的容差在传感器性能上的影响。泡沫体配备有腔体c，所述腔体配置成接收多个弹簧线的一个弹簧线，座椅占用传感器se附接到该弹簧线。该图示出了由于制造容差导致的相同悬挂弹簧在不同位置中。座椅占用传感器还利用其右手部分附接到另一弹簧线。取决于泡沫体和悬挂弹簧的实际几何形状，即取决于它们的容差，座椅占用传感器的左手部分可以布置在比座椅占用传感器应该处于的预期标称位置更高或更低的位置中。因此，座椅占用传感器安装在倾斜位置中。由座椅乘员产生并由泡沫体传递到悬挂弹簧的机械载荷相对于垂直于座椅占用传感器的预期方向的成角度地施加到座椅占用传感器，并且由此座椅占用传感器的性能以不受控制的方式改变。

发明目的

因此，本发明的目的是提供一种座椅占用传感器单元，特别是车辆座椅占用传感器单元，其性能是鲁棒的并且不易受座椅垫和/或垫支撑结构的机械容差的影响。

技术实现要素：

在本发明的一个方面中，该目的是通过一种传感器架实现的，该传感器架用于将至少一个座椅占用传感器安装到座椅，特别是车辆座椅，的座椅基部，该座椅基部包括基部框架和连接到基部框架的垫支撑结构。该传感器架包括

-传感器支撑板，其包括至少一个平面支撑区域，该平面支撑区域配置成用于支撑至少一个力敏座椅占用传感器，

-至少两个保持器构件，其配置成保持到垫支撑结构上，和

-至少两个固定部件，其中，每个固定部件配置成支撑所述至少两个保持器构件中的至少一个。

所述至少两个保持器构件经由所述至少两个固定部件附接到传感器支撑板。所述至少两个固定部件和所述至少两个保持器构件形成位移装置，所述位移装置配置成使得传感器支撑板能够实现至少是在垂直于所述平面支撑区域的方向中的预定最大平行行程。

在本申请中使用的短语“配置成”应尤其理解为特别地规划、布局、配备或布置。在本申请中使用的术语“车辆”应尤其理解为包括乘用车、卡车和公共汽车。

根据本发明，用于座椅占用传感器的传感器架可设置有浮动固定件。在预定最大平行行程的限制内，可以避免座椅占用传感器的倾斜位置，而不管座椅垫和/或垫支撑结构的机械容差，由此，座椅占用传感器处于预期取向中的实际位置，至少是在垂直于平面支撑区域的方向中，被确定。

在垫支撑结构由多个悬挂弹簧形成的情况下，所提出的传感器架可能是特别有利的，但是在其他垫支撑结构的情况下也可以被有利地应用。

传感器架的优选实施方式，至少传感器支撑板和所述至少两个固定部件由塑料材料，特别是热塑性材料，制成。以这种方式，提供了用于将所述至少两个保持器构件机械地附接到传感器支撑板的两个固定部件的尤其简单且易于安装的解决方案。

在一些优选实施方式中，传感器架包括至少三个保持器构件，所述保持器构件配置成保持到垫支撑结构上，其中，所述至少两个固定部件中的一个具有细长形状，诸如矩形形状或梯形形状或椭圆形形状，并且利用其较长边中的一个附接到传感器支撑板，并且其中，所述至少三个保持器构件的至少两个保持器构件以间隔的方式布置在细长形状的固定部件的相反侧处。

以这种方式，传感器架可以牢固地附接到垫支撑结构，并且可以容易地实现传感器支撑板的预定最大平行行程。

优选地，所述至少两个固定部件相对于作用在垂直于平面支撑区域的方向中的外力的最大弯曲刚度是传感器支撑板在相同方向中的弯曲刚度的几分之一。本申请中使用的术语“几分之一”应尤其理解为小于20％，更优选小于10％，并且最优选小于5％的几分之一的量。

以这种方式，由于座椅垫或垫支撑结构的容差而施加到传感器支撑板的力或扭矩可主要导致所述至少两个固定部件的偏转。在合适的实施方式中，可以提供传感器架，其中，传感器支撑板在垂直于平面支撑区域的方向中的预定最大平行行程可以通过弯曲所述至少两个固定部件而不倾斜传感器支撑板来实现。

在传感器架的一些优选实施方式中，所述至少两个保持器构件中的至少一个形成为夹保持器。以这种方式，能够轻松安装传感器架。此外，通过允许夹保持器绕垫支撑结构的构件旋转，可以便于传感器支撑板在垂直于平面支撑区域的方向中的预定最大平行行程。例如，可以允许夹保持器绕形成垫支撑结构的多个悬挂弹簧的一个悬挂弹簧的线旋转。

在传感器架的一些优选实施方式中，所述至少两个保持器构件中的所述至少一个包括线性滑动轴承，其用于引导保持器构件在垫支撑结构处在垂直于平面支撑区域的方向中的行程。以这种方式，通过允许保持器构件在该方向中沿着垫支撑结构的构件移位，可以便于传感器支撑板在垂直于平面支撑区域的方向中的预定最大平行行程。

优选地，所述至少两个保持器构件中的所述至少一个通过摩擦配合保持在垫支撑结构处。保持器构件和垫支撑结构之间的摩擦布局成允许保持器构件沿着线性滑动轴承滑动并且在传感器操作期间将保持器构件保持在垫支撑结构处。

在传感器架的优选实施方式中，所述至少两个固定部件布置在传感器支撑板的相反侧处。两个固定部件中的每一个具有波纹轮廓，以提供在垂直于平面支撑区域的方向中，以及还在平行于平面支撑区域并垂直于波纹布置的方向中的弹性复位能力。

以这种方式，通过使所述至少两个固定部件在一个方向中或两个方向中偏转，传感器支撑板的预定最大平行行程能够在垂直于平面支撑区域的方向中以及在平行于平面支撑区域的方向中实现，而不倾斜传感器支撑板。

波纹轮廓可以是环形波轮廓，但也可以考虑其他轮廓，诸如三角波轮廓或方波轮廓。

优选地，所述两个固定部件由弹性金属箔或塑料材料，特别是热塑性材料，制成，并且成形为片状。

如果至少传感器支撑板和所述至少两个固定部件中的至少一个由塑料材料，特别是热塑性材料，制成，并且集成形成，则特别是可以应用部件和成本节省的制造方式，并且可以实现低制造容差和高度可再现的机械性能，特别是对于所述至少两个固定部件中的所述至少一个。

在本发明的另一方面，提供了一种座椅占用传感器单元。所述座椅占用传感器单元包括在此公开的传感器架的实施方式，以及至少一个力敏座椅占用传感器，其附接到所述至少一个平面支撑区域并由其支撑。

在传感器架的各种实施方式的背景下呈现的益处完全适用于座椅占用传感器单元。

附图说明

通过参考附图对非限制性实施方式的详细描述，本发明的进一步细节和优点将变得明显，其中：

图1以俯视示意性透视图示出了座椅占用传感器单元，该座椅占用传感器单元包括根据本发明的传感器架的第一实施方式，和以正视图示出的传感器架的细节，

图2以俯视透视图示出了根据本发明的传感器架的第二实施方式，和以正视图示出的传感器架的细节，

图3以俯视透视图示出了根据本发明的传感器架的第三实施方式，和以正视图示出的传感器架的细节，以及

图4示出了座椅垫的泡沫体的容差和/或由多个悬挂弹簧形成的垫支撑结构的容差在传感器性能上的影响。

具体实施方式

在下文中，公开了根据本发明的传感器架的实施方式。各个实施方式由特定实施方式的前缀编码标识。在所有实施方式中，其功能相同或基本相同的特征由参考编号标识，该参考编号由与其相关的实施方式的前缀编码构成，紧随该特征的数字符号。

图1以俯视示意性透视图(图1的上部分)示出了座椅占用传感器单元110，所述座椅占用传感器单元包括根据本发明的传感器架114的第一实施方式，和以正视图(图1的下部分)示出的传感器架114的细节。

传感器架114旨在用于安装座椅占用传感器单元110的座椅占用传感器112，其中，座椅占用传感器112将布置在车辆座椅的b面上，在座椅垫的泡沫体和车辆座椅基部之间。车辆座椅基部包括基部框架和设计为多个垫支撑悬挂弹簧128的座椅垫支撑结构。

传感器架114包括大致矩形形状的传感器支撑板116，其包括顶表面上的平面支撑区域118。平面支撑区域118配置成用于支撑力敏座椅占用传感器112。传感器架114和座椅占用传感器112，在附接到平面支撑区域118并由其支撑的状态中，形成根据本发明的座椅占用传感器单元110。

力敏座椅占用传感器112设计为本领域公知的箔型开关构件。力敏座椅占用传感器112配置成如果至少对应于预定阈值的机械载荷(经常由座椅乘员的重量产生)在垂直于平面支撑区域118的方向中施加到力敏座椅占用传感器112，则以可逆方式改变开关状态。在所述施加中，所述方向被称为z方向，其中，正z方向指向上方。此外，使用笛卡尔坐标系，其中，x方向指向图1的左手侧，并且y方向指向图1的观察者。

应当注意，虽然图1示出了在使用的坐标系中力敏座椅占用传感器112在x方向中延伸，但是力敏座椅占用传感器112也可以安装成在y方向中延伸。此外，应当理解，传感器架114可以安装到座椅垫支撑结构，使得所示的x方向对应于车辆的行驶方向，或者也可以使得所示的y方向对应于车辆的行驶方向。

为了增加平面支撑区域118的弯曲刚度，传感器支撑板116包括两个肩部构件126，其布置在底表面处并且沿着传感器支撑板116的两个相反侧延伸。

传感器架114还包括三个保持器构件1201、1202、1203，其配置成保持到垫支撑结构上。三个保持器构件1201、1202、1203的第一和第二保持器构件1201、1202形成为塑料夹保持器，用于在弹簧线处与悬挂弹簧128的圆形横截面容易且快速地安装。第三保持器构件1203设计为细长孔眼，其配置成接收固定夹，所述固定夹用于将第三保持器构件1203附接到座椅垫支撑结构。

在此应注意，术语“第一”、“第二”等在本申请中仅用于区分目的，并不意味着以任何方式指示或预期序列或优先级。

此外，传感器架114包括两个固定部件1221、1222。第一固定部件1221配置成支撑第一保持器构件1201和第二保持器构件1202。第二固定部件1222配置成支撑第三保持器构件1203。

第一固定部件1221具有矩形形状并且利用其长边中的一个附接到传感器支撑板116。第一保持器构件1201和第二保持器构件1202以间隔的方式布置在矩形形状的第一固定部件1221的相反侧处。

第一保持器构件1201和第二保持器构件1202经由第一固定部件1221附接到传感器支撑板116。第三保持器构件1203经由第二固定部件1222附接到传感器支撑板116。

传感器支撑板116和两个固定部件1221、1222由热塑性材料制成，例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚酰胺(pa)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚甲醛(pom)或任何其它合适的材料，并且通过使用注射成型工艺集成形成。如本领域中已知的，在结合处使用圆角以防止切口效应和应力集中。

与传感器支撑板116相对于平行于z方向施加的外部机械力的弯曲刚度相比，两个固定部件1221、1222在相同方向中的最大弯曲刚度仅为不到5％的几分之一。换句话说，对于平行于z方向施加的机械力，与固定部件1221、1222相比，传感器支撑板116可以被认为是刚性的。

在将传感器架114安装到悬挂弹簧128的过程中，泡沫体和悬挂弹簧的实际几何形状(如果由于制造容差而与标称几何形状不同)产生作用到传感器架114上的机械力。由于弯曲刚度差别很大，两个固定部件1221、1222和保持器构件1201、1202、1203将被这些产生的机械力偏转，第一保持器构件1201和第二保持器构件1202将绕悬挂弹簧128的线旋转，并且传感器支撑板116将被移位到沿z方向平行，而几乎不弯曲且不扭转。第一保持器构件1201和第二保持器构件1202的旋转使得传感器支撑板116在x方向中的行程是必需的。细长孔眼为传感器支撑板116的所需行程提供自由。

由此，由安装传感器架114引起的平面支撑区域118上的机械预载荷和平面支撑区域118的倾斜被防止。两个固定部件1221、1222和保持器构件1201、1202、1203形成位移装置，该位移装置使得传感器支撑板116能够实现平行于z方向的预定最大平行行程。最大平行行程由两个固定部件1221、1222的最大偏转确定。

图2以俯视透视图示出了根据本发明的传感器架214的第二实施方式，并且以正视图示出了传感器架214的细节。为了避免重复，将仅描述与第一实施方式不同的那些特征。至于两个实施方式共有的特征，参考第一实施方式的描述。

传感器架214包括大致矩形形状的传感器支撑板216，其包括顶表面上的平面支撑区域218。与第一实施方式的传感器架114类似，传感器架214的第二实施方式包括三个保持器构件2201、2202、2203，其配置成保持到垫支撑结构上。三个保持器构件2201、2202、2203的第一保持器构件2201和第二保持器构件2202形成为塑料夹保持器，用于在悬挂弹簧228的弹簧线处与圆形横截面容易且快速地安装。如在第一实施方式中，第三保持器构件2203设计为细长孔眼，其配置成接收用于将第三保持器构件2203附接到座椅垫支撑结构的固定夹。而且，形成传感器架214的一部分的第二固定部件2222与第一实施方式中的固定部件1222相同。

与第一实施方式的传感器架114的主要区别在于，第一保持器构件2201和第二保持器构件2202各自包括线性滑动轴承224，其用于引导保持器构件2201、2202在悬挂弹簧228的弹簧线处在垂直于平面支撑区域218的方向(即z方向)中的行程。

在将传感器架214安装到悬挂弹簧228的过程中，由于泡沫体和悬挂弹簧228的制造容差，机械力可作用到传感器架214上。线性滑动轴承224允许传感器支撑板216沿z方向平行移位，而几乎不弯曲且不扭曲。两个固定部件2221、2222与第一保持器构件2201和第二保持器构件2202形成位移装置，该位移装置提供传感器支撑板216在z方向中的预定最大平行行程。细长孔眼为传感器支撑板216在x方向中的所需行程提供自由。

应注意，在该第二实施方式中，第一固定部件2221相对于作用在z方向中的外力的弯曲刚度不一定必须是传感器支撑板216在同一方向中的弯曲刚度的几分之一。

图3以俯视透视图示出了根据本发明的传感器架314的第三实施方式，和以正视图示出了传感器架314的细节。同样，将仅描述与第一实施方式和第二实施方式不同的那些特征。至于与两个实施方式共有的特征，参考第一实施方式的描述。

传感器架314包括两个u形轮廓金属保持器构件3201、3202，其固定地夹紧到悬挂弹簧328的弹簧线上，所述悬挂弹簧具有圆形横截面并形成垫支撑结构的部分。

此外，传感器架314包括两个固定部件3221、3222，其在俯视图中为矩形形状。在该具体实施方式中，第一固定部件3221和第二固定部件3222由薄的弹性金属箔制成，相同地设计并且具有在x方向中的波纹轮廓，其由环形波状轮廓形成。在其他实施方式中，第一固定部件和第二固定部件可以由热塑性材料制成，例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚酰胺(pa)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚甲醛(pom)或任何其他合适的材料。第一固定部件3221配置成在垂直于波状轮廓(即平行于y方向)延伸的直边处支撑第一保持器构件3201。第二固定部件3222配置成以相同的方式在直边处支撑第二保持器构件3202。

第一固定部件3221和第二固定部件3222中的每一个以平行于y方向延伸并且远离相应的保持器构件3201、3202的一侧附接到传感器支撑板316。第一固定部件3221和第二固定部件3222布置在矩形形状传感器支撑板316相对于x方向的相反侧处。

在将传感器架314安装到悬挂弹簧328的过程中，泡沫体和悬挂弹簧328的实际几何形状(如果由于制造容差而与标称几何形状不同)产生作用到传感器架314上的机械力。两个固定部件3221、3222的波纹轮廓提供平行于x方向以及平行于z方向的弹性复位能力，这允许将两个u形轮廓金属保持器构件3201、3202固定地夹紧到悬挂弹簧328的弹簧线上。

由此，由安装传感器架314引起的平面支撑区域318的机械预载荷和平面支撑区域318的倾斜被防止。两个固定部件3221、3222和保持器构件3201、3202形成位移装置，该位移装置使得传感器支撑板316能够实现沿x方向以及z方向的预定最大平行行程。最大平行行程由所述两个波纹固定部件3221、3222的最大偏转确定。

尽管已经在附图和前面的描述中详细示出和描述了本发明，但是这样的图示和描述被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施方式。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现要公开的实施方式的其他变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个，这意味着表示至少两个的量。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的仅有事实并不表示这些措施的组合不能有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

参考符号列表

10座椅占用传感器单元

12座椅占用传感器

14传感器架

16传感器支撑板

18平面支撑区域

20支撑器构件

22固定部件

24线性滑动轴承

26肩部构件

28悬挂弹簧