传感器组件以及形成该传感器组件的方法

专利名称：传感器组件以及形成该传感器组件的方法
技术领域：
本发明涉及一种传感器组件。更具体地说，本发明涉及一种包括 利用导电插塞连接到多芯电缆的导体的感应单元的传感器组件。此外， 本发明还涉及形成该传感器组件的方法。
背景技术：
传感器组件可以用于监视人或者物体在限定空间内的位置、取向、 存在或者大小。人或者物体在限定空间内的位置、取向、存在或者大 小可能影响传感器组件的感应单元周围的阻抗。可以将电流施加至一
个或者多个传感器，而且电子控制单元("ECU")可以测量每个感 应单元周围的电场中阻抗的变化，以采集关于人的位置、取向、存在 或者大小的信息。例如，传感器组件可以用于车辆座椅上，以帮助气 囊的设置。
传感器组件通常包括排列在限定空间周围的电极传感器(或者其 他适当感应单元)阵列，其中每个传感器电连接到ECU。通常利用采 用小孔或者铆钉固定装置或者通过将传感器和导线压接在一起电连接 到传感器的导电布线，将每个传感器连接到ECU。通常，每个传感器 具有一个离散导线，因此，每个传感器组件具有多个、分离导线。当 在车辆座椅内使用它们时，可以将传感器安装在诸如聚氨酯泡沬垫的
柔性垫材料上，然后，利用该垫材料形成车辆座椅的一部分。

发明内容
根据第一方面，本发明是传感器组件，该传感器组件包括感应 单元电连接到该感应单元的导电插塞；以及包括多个导体的电缆。 该导电插塞位于该电缆与该感应单元之间。该电缆的导体电连接到该导电插塞。
根据第二方面，本发明是传感器垫片组件，该传感器垫片组件包 括垫材料；第一感应单元，电连接到位于该垫材料的第一侧上的第 —导电插塞；第二感应单元，电连接到位于该垫材料的第二侧上的第 二导电插塞；以及扁平电缆。该垫材料的第一侧和第二侧彼此相对。 扁平电缆包括第一导体和第二导体。第一导体电连接到第一导电插塞， 而第二导体电连接到第二导电插塞。
根据第三方面，本发明是一种形成传感器组件的方法。该方法包 括将导电插塞电连接到感应单元；以及将多芯电缆的纵向延伸导体 电连接到导电插塞，从而在该导体与感应单元之间形成电连接。
根据第四方面，本发明是一种形成传感器垫片组件的方法。该方 法包括提供第一感应单元；将第一导电插塞电连接到第一感应单元； 将多芯电缆的第一导体电连接到第一导电插塞；至少将垫材料的部分 第一側固定在该电缆上；将第二感应单元固定在该垫材料的第二侧上， 其中垫材料的第一側对着第二側将第二导电插塞电连接到第二感应 单元；以及将多芯电缆的第二导体电连接到第二导电插塞。
上述发明内容无意描述所公开的每个实施例，或者本发明的各种 实现。附图和下面的详细说明特别举例描述说明性实施例。


将参考下面所列的附图进一步说明本发明，在这几个附图中，利 用同样的编号表示同样的结构。
图1是根据本发明的传感器垫片组件的透视图，其中在泡沫垫的 两侧布置传感器阵列，而且扁平电缆位于泡沬层之间。
图2是根据本发明的传感器垫片组件的第一典型实施例的分解透 视图，其中泡沫垫位于扁平电缆与感应单元之间。
图3A是组装后沿线3-3的图2所示传感器垫片组件的示意剖视图。
图3B是组装后沿线3-3的图2所示传感器垫片组件的示意剖视 图，其中泡沫垫片上的开口具有倾斜壁。
图4是根据本发明的传感器垫片组件的第二典型实施例的分解透 视图，其中泡沬垫和感应单元位于泡沬垫的同一側上。
图5是组装后沿线5-5的图4所示传感器垫片组件的示意剖视图。
图6是从图4所示的示意图观看，组装后图4所示传感器垫片组 件的仰视图，其中多个传感器单元布置在泡沫垫上。
图7是组合了第一典型实施例方面和第二典型实施例方面的、根 据本发明的传感器垫片组件的第三典型实施例的分解透视图。
图8是根据本发明可以采用的扁平电缆的替换实施例的透视图， 其中从扁平电缆上去除每个导体的未使用部分。
尽管上面所列的附图示出本发明的几个实施例，但是也可以实现 其他实施例。总之，这些公开是以说明性而非限制性的方式说明本发 明。应该明白，在本发明原理的实质范围内，本技术领域内的技术人 员可以设想许多其他修改和实施例。
具体实施例方式
本发明是包括感应单元、柔性多芯电缆以及导电插塞的传感器组 件，其中导电插塞将感应单元与电缆的导体连接在一起。导电插塞位 于电缆与感应单元之间。可以利用电缆将感应单元连接到ECU。本发 明还涉及形成该新颖传感器组件的方法。尽管参考车辆座椅描述了本 发明，但是还可以设想本发明的其他应用，其中希望采集关于限定空 间内的人的位置、取向、存在或者大小的信息。
根据本发明的柔性多芯电缆优选是柔性扁平电缆。"扁平电缆" 是包括多个相互绝缘导体的电缆，其中该电缆通常优选具有扁平顶和 底表面以及非圆柱形截面。该导体优选排列同一个平面上，而不把它
们集聚在一起，也不使它们围绕公共轴线形成圆形截面。导体通常粘 合在一起(同时排列在一个平面上)，这样可以提高结构的集成度而 且可以提高扁平电缆的应变释放能力。该导体可以是任意适当形状， 例如，圆形或者扁平。尽管本发明可以采用具有圆柱形截面的电缆， 但是优选采用扁平电缆，因为这种电缆可以更有效利用空间，而且对 于坐在车辆座椅上的车辆乘客，扁平电缆更舒服。
还因为导体之间具有基本恒定空间，所以优选采用扁平电缆。即， 因为分离导体的绝缘材料，扁平电缆的导体之间的空间基本上均匀。
基本恒定空间可以提高连接到扁平电缆的ECU的能力，以检测电连接 到该扁平电缆的感应单元周围的阻抗的微小变化。适当扁平电缆可以 是，但是并不局限于通常所称的"带状"电缆，它包括在平面中平行 排列的圆形电缆。本发明还可以减少使传感器连接到ECU所需的各导
线的数量，并且可以简化连接处理，因为可以采用具有多个互相绝缘 导体的单个电缆。
利用位于该电缆与感应单元之间的导电插塞，将感应单元连接到 该电缆的导体。每个感应单元优选电连接到分离导电插塞和该多芯电 缆的分离导体，以便ECU可以从各感应单元采集信息。任意适当感应 单元都可以用于本发明。例如，感应单元可以由电极天线构成，如转 让至3M Innovative Properties Company, St, Paul, Minnesota的标题为 "FLEXIBLE ELECTRODE ANTENNA"的第6,683,583号美国专利所 述。通常，本发明的传感器组件("传感器阵列"中的)中使用一个 以上的感应单元。如果结合垫材料(例如，泡沬垫片)使用传感器阵 列，则希望将传感器排列在垫材料的两恻上。可以根据该传感器组件 要用于的车辆的类型，也可以根据该传感器组件的特定应用(例如， 该传感器阵列是否用于激活前气囊、侧气囊等)，改变每个感应单元
在该阵列内的位置。
如下所述，可以利用诸如粘合剂的适当方法将感应单元固定在导
电插塞上。在感应单元与传感器组件的扁平电缆相邻的实施例中，可 以利用转移粘合剂(优选是非导电的)将感应单元与扁平电缆固定在 一起。其他适当方法也可以将扁平电缆与感应单元连接在一起。与不 将扁平电缆和感应单元粘合在一起相比，将扁平电缆与感应单元粘合 在一起可以对传感器组件实现更高的刚性，并因此实现更高的集成度， 而且增加的刚性是有利的，这样可以提高传感器组件的集成度。
导电插塞可以由导电材料形成。导电插塞可以在正交的x-y-z坐标 方向(请参考图l所示的坐标)上或者在z坐标方向上具有导电性。用 于形成导电插塞的适当材料的例子包括但并不局限于金属化非纺织 材料(例如，3M Company, St. Paul, Minnesota市售的第9713号产品)、 双面导电带(例如，3M Company, St. Paul, Min加sota市售的第1182 号产品)、导电转移粘合剂以及导电碳非纺织材料(例如，3M Company, St Paul, Minnesota市售的第9712号产品)。
导电插塞对感应单元和导体提供电连接点的范围，因为相对于传 感器，它对该导体提供了较大的目标导电面。因此，使感应单元与导 体对准不像在公知连接方法中那么重要。这样，导电插塞有助于使一 种制造工艺应用于广泛的车辆座椅，而不是专用于特定类型的车辆座 椅。通过扩大连接点的范围，而且因为不再需要在布线与传感器之间 进行分离小孔和铆钉连接步骤，导电插塞还可以简化将感应单元连接 到该电缆的导体的工艺。导电插塞可以在一侧或者相对的两侧上具有 粘合剂，从而有助于将导体固定在导电插塞上，而且/或者有助于将感 应单元固定在导电插塞上。例如，可以从涂覆了诸如压敏粘合剂的粘 合剂的导电材料巻上模切导电插塞。在一个实施例中，粘合剂可以是 导电的。
在与诸如泡沫垫片的垫材料或者其他任意适当弹性垫料一起使用 时，本发明特征在于"传感器垫片组件"。下面描述的传感器垫片组 件包括泡沫垫片。然而，本技术领域内的技术人员可以根据传感器垫
片组件的特定应用利用适当垫材料代替泡沬垫片(例如，可以弹性变 形)。泡沫垫片可以由聚氨酯泡沫形成，也可以由厚度和密度不同的 —层或者多层泡沫形成。然后，可以将不同层调节到要求的舒适程度， 也可以调节到车辆专用参数。泡沬垫片可以是车辆座椅组件的一部分。 根据本发明的传感器组件或者传感器垫片组件可以具有至少覆盖部分
传感器组件的基本上不透液体但是透气的材料，正如2002年7月16 日提交的标题为"BREATHABLE MOISTURE BATTIER FOR AN OCCUPANT SENSING SYSTEM"的第10/1歸，997号美国专利申请所
述o
在泡沫垫片或者其他垫材料与传感器组件的扁平电缆相邻的实施 例中，可以利用粘合剂将泡沬垫片和扁平电缆固定在一起。例如，可 以将转移粘合剂涂覆在电缆的两側上，其中该电缆的一侧粘附泡沫垫 片，而该电缆的相对侧可以粘附基本上不透液体但是透气的材料。在 将扁平电缆粘附在(或者固定在)泡沬垫片和基本上不透液体但是透 气的材料上时，可以提高传感器组件的刚性和集成度。
没有按比例示出各图。如果按比例示出，则每个扁平电缆非常薄
(即，z坐标尺寸较小)，因为与泡沫垫片的厚度相比，扁平电缆优选 具有较小的厚度，以使扁平电缆相对于泡沬垫片具有较小的轮廓，而 且它本身不从垫片凸出，或者不使泡沫垫片凸出。在此使用的(请参 考图2)"长度"沿x坐标延伸，"宽度"沿y坐标方向延伸，"厚度" 沿z坐标方向延伸。
图1是根据本发明的传感器垫片组件10的透视图。传感器垫片组 件10示出可以集成至车辆座椅的根据本发明的传感器垫片组件的通用 结构。传感器阵列12布置在泡沬垫片14的相对侧。传感器阵列12由 多个感应单元构成，其中第一组感应单元16布置在泡沬垫片14的一 侧，而第二组感应单元18 (以虚线示出)布置在泡沫垫片14的相对侧。 感应单元18可以选择性地包括一个或者多个用于确定泡沬垫片14的
厚度的传感器181。因此，传感器181用作校准传感器，它用于调整ECU 为了解释每个传感器上的阻抗变化采用的算法。根据泡沬垫片14的厚 度的变化，调整该算法。
第一组感应单元16和第二组感应单元18中的每个感应单元利用 扁平电缆20连接到ECU (图1中未示出)。扁平电缆20由多个被绝 缘材料互相绝缘的纵向延伸(即，在x坐标方向延伸)导体形成。传 感器阵列12中的每个感应单元分别电连接到扁平电缆20中的分离导 体。扁平电缆20位于形成泡沫垫片14的各泡沬层之间。可以利用适 当方法，例如，粘合剂、热接合或者机械连接，将泡沫垫片14固定在 该电缆20的至少一部分上。
如图l所示，在z坐标方向上，扁平电缆20不从泡沫垫片14显 著凸出，因此，提高了乘客的舒适感(在乘客坐在包括传感器垫片组 件10的车辆座椅上时)。在当前利用小孔和铆钉连接将感应单元连接 到布线的连接方法中，感应单元通常不沿泡沫垫片的宽度延伸，因为 小孔和铆钉连接通常连接到感应单元的一端，而该感应单元的该端位 于泡沫垫片的一侧之外(以便不再集中在泡沫垫片上)，以致不使车 辆乘客不舒服。在本发明中，可以增大每个感应单元的大小，因为扁
平电缆20的每个感应单元可以在泡沬垫片14之间延伸，或者位于泡 沫垫片14的下面，而且第一组感应单元16和第二组感应单元18 (以 及选择校准传感器181)中的每个感应单元可以在泡沫垫片14的宽度 方向延伸，而且可以集中在泡沫垫片14上(如果希望)。增加感应单 元的尺寸可以提高传感器垫片组件10的集成度。
传感器垫片组件10仅是本发明的传感器垫片组件的一个特定实 施例。在替换实施例中(例如，参考图4和7)，扁平电缆20可以位 于泡沫垫片14的外部，而非位于泡沬层之间。此外，扁平电缆20可 以位于泡沫垫片14的一侧，也可以沿泡沫垫片14的外周延伸。
图2是根据本发明的传感器垫片组件22的第一典型实施例的分解 透视图。传感器垫片组件22包括感应单元24、导电插塞26、泡沫 垫片28以及扁平电缆30。可以利用适当方法，例如，粘合剂、热接合 或者机械连接，将泡沫垫片28固定在电缆30的至少一部分上。可以 利用粘合剂或者另一种适当方法，将感应单元24和电缆30固定在一 起，以提高传感器垫片组件卯的刚性。
导电插塞26用于将扁平电缆30的导体32电连接到感应单元24。 下面将详细说明用于将扁平电缆30的导体32电连接到(在一些实施 例中采用物理方法)导电插塞26的新颖方法。导电插塞26由可以在 正交的x-y-z坐标方向(请参考图2所示的坐标)或者在z坐标方向导 电的导电材料形成。通常，导电插塞26应该足够大，以对较小的扁平 电缆30提供较大的可能接触面积。
导电插塞26优选足够小，以便它不接触相邻导电插塞(图2中未 示出)或者感应单元(图2中未示出)，否则，可能干扰ECU分别从 每个感应单元采集信息的能力。例如，可以形成导电插塞26，以使它 不比感应单元24长(即，导电插塞26的x坐标尺寸优选小于或者等 于感应单元24的x坐标尺寸)，而且使其宽度(即，y坐标尺寸)小 于感应单元24的宽度。如图2所示，不是在一个特定精确点连接到感 应单元24(例如，在使用小孔和铆钉连接方法时)，导电插塞26对导 体(例如，第一导体32)提供大范围或者大面积的可能连接点以便接 触，这样在感应单元24和电缆30的组装工艺中不要求高精度。
可以利用粘合剂，将感应单元24电连接并固定在导电插塞26上。 然而，也可以利用任意适当连接方法和固定方法。然后，可以利用压 敏粘合剂，或者其他任意适当固定方法，将感应单元24和导电插塞26 固定在泡沫垫片28上。例如，导电插塞26可以包括两个相对的粘合 剂侧26A和26B，其中粘合剂侧26A将导电插塞26粘附在感应单元 24上，而粘合剂侧26B将导电插塞26粘附在接片42上。扁平电缆30优选具有小厚度(在z坐标方向测量的)，以使泡沬 垫片28不在定位扁平电缆30的z坐标方向凸出。这种凸出可能导致坐 在集成了传感器垫片组件22的车辆座椅上的乘客不舒服。从说明性的 图2可以看出，扁平电缆30由第一导体32、第二导体34以及第三导 体36构成，其中在y坐标方向平行排列导体32、 34和36，而且利用 绝缘材料40将它们互相分离。电缆30还优选在相对侧A和B上具有 绝缘材料41,以电绝缘电缆30，但是为了便于说明，从图2上删除了 这部分绝缘材料40。导体32、 34和36在纵向延伸(即，x坐标方向)。 接片42、 44和46分别是每个导体32、 34和36的一部分。接片42、 44和46优选连接到分离感应单元，以便ECU可以确定传感器垫片组 件22的传感器阵列中的每个感应单元的阻抗变化。
通过首先在基本横向的方向上(即，在y坐标方向)切割导体32 至接片42的要求宽度来形成接片42，具有，其中要求宽度优选不比导 体32的宽度宽，但是该宽度还可以包括与导体32的两侧之一相邻的 部分绝缘材料40。接着，将电缆30邻近导体32基本上沿纵向(即，x 坐标方向)切割至要求的接片42的长度。具体地说，可以在纵向切割 与导体32的两侧32A和32B相邻的部分绝缘材料40,以使接片42包 括绝缘材料40,也可以沿纵向在侧面32A和32B切割电缆30，其中绝 缘材料40和导体32互相接触，以使接片42几乎没有绝缘材料40 (然 而，该接片42仍可能具有一些绝缘材料41,如图3A和3B所示)。 优选至少一些绝缘材料40保留在导体34与导体32和接片42之间， 以使导体34与它们电绝缘。可以利用任意适当切割装置，例如机械切 割装置或者激光切割装置，切割接片42。然后，相对于电缆30弯曲接 片42,以从其向外凸起(或者"凸出")。
在第一说明性实施例中，接片42足够长，可以通过泡沫垫片28 中的开口48延伸，以便物理接触导电插塞26。弯曲接片42，以使接 片42的接触面50接触导电插塞26。例如，利用激光、热、机械研磨
方法，或者其他任意适当方法，至少剥去要接触导电插塞26的接片42 的接触面50的绝缘层41 (图3A和3B所示)。然而，也可以剥去所 有接片42的绝缘层。优选在接片42上保留一些绝缘材料41,因为这 样，接片42的刚性更高。此外，在生产的角度，优选在接片42上保 留一些绝缘材料41，因为需要去除少量绝缘材料41。
可以以与接片42相同的方式形成接片44和46。正如接片42通 过泡沬垫片28中的开口 48延伸一样，接片44可以通过泡沬垫片28 中的开口 52延伸，以便物理接触导电插塞(与导电插塞26相同，但 是图2中未示出)，该导电插塞连接点感应单元(与感应单元24相同， 但是图2未示出)。还可以像接片42—样，弯曲接片44，以提供用于 接触导电插塞的表面。尽管没有示出接片46的相应开口，但是接片46 也可以通过泡沫垫片28延伸，以接触导电插塞。在替换实施例中，例 如，可以不通过基本上在横向或者纵向切割导体32和电缆30,以图2 所示形状不同的形状形成接片42、 44和46。
利用诸如激光切割方法的任意适当方法，可以在泡沫垫片28中形 成开口48和52。开口48和52足够宽，可以分别容纳接片42和44。 在替换实施例中，泡沫垫片28可以没有任何开口，因为接片42和44 可以具有足够高的刚性，可以穿过泡沬垫片28,而无需预切割开口。 可以将基本上不透液体但是透气的材料至少涂覆在传感器垫片组件22 的一部分上。在传感器垫片组件22上涂覆一片以上的基本上不透液体 但是透气的材料，其中利用诸如将各片热密封在一起或者利用粘合剂 将各片的边缘粘合在一起的适当方法来固定接缝。
图3A是组装后沿线3-3的图2所示传感器垫片组件22的部分示 意剖视图。导体32的接片42通过泡沬垫片28中的开口 48延伸，以 接触导电插塞26,从而在导体32与感应单元24之间实现电连接。绝 缘材料4l示出为位于电缆30的侧面A和B上(如图2所示)。
图3中没有示出扁平电缆30的导体44和46 (如图2所示)，因 为从侧面看，导体34和36位于导体32后面(在看该图像时)。扁平 电缆30并因此导体32连接至ECU(图3中未示出)。导体32具有切 掉接片42的凹槽56。凹槽56不必完全通过电缆30,因为部分绝缘层 41可以保留在凹槽56内。从导体32上切掉的导体32和绝缘层41的 部分58基本上是"死线(deadwire)",因为它不再连接至ECU,而 且在一个实施例中，可以从扁平电缆30上去除部分58 (如图8所示)。
图3B是组装后沿线3-3的传感器垫片组件22的部分示意剖视图， 其中开口 48具有倾斜侧壁48B,而不具有图2和3A所示的圆柱形。 以对着图2和3A所示接片42的方向弯曲接片43,以使接触面51延 伸到接片43的右侧。开口 48的至少一个侧壁48B倾斜，而侧壁48B (以及其他侧壁部分)可以沿z坐标(上下方向)延伸，如图所示。因 此，可以沿倾斜側壁48B定位接片42,以便接片42通过处于钝角的泡 沫垫片28延伸(在接片42与接片42仍连接到其的部分电缆30之间 测量该角度)。在传感器垫片组件22用于车辆中时，可能对感应单元 24的上表面施加负荷(例如，坐在车辆座椅上的人)。倾斜侧壁和接 片有助于分布该负荷的压力，这比沿z坐标方向上下延伸的侧壁和接片 好。图3B所示开口 48的倾斜侧壁可以实现为包括下面描述的典型实 施例的本发明的任意传感器垫片组件。
在替换实施例中，可以折弯侧壁48A和其他侧壁部分。如果折弯 侧壁48A,则可以沿侧壁48A定位接片42,以在接片42与接片42仍 连接到其的部分电缆30之间形成锐角。然而，与包括沿处于钝角的侧 壁48B定位的接片42的典型实施例相比，在该特定实施例中，接片42 承受所施加的负荷的应力更大(特别是，在为了形成接片42而弯曲导 体32时，接片42与导体32的其余部分接触时)。
图4是根据本发明的传感器垫片组件60的第二典型实施例的分解 透视图。传感器垫片组件60包括感应单元62 (与图2所示的感应单
元24类似)、导电插塞64 (与图2所示的导电插塞26类似)、扁平 电缆66 (与图2所示的扃平电缆30相同)以及泡沬垫片68 (与图2 所示的泡沬垫片28相同)。正如第一典型实施例一样，可以利用粘合 剂，或者另一种适当方法，将扁平电缆66和感应单元62固定在一起， 以提高传感器垫片组件60的刚性。利用例如诸如压敏粘合剂的任意适 当方法，将感应单元62固定在泡沬垫片68上。与导电插塞26相同， 导电插塞64也优选足够小，以便不接触相邻感应单元和/或者导电插 塞，而且在该典型实施例中，还不接触相邻导体的接片。不像在第一 典型实施例中那样通过泡沫垫片68延伸，扁平电缆66与感应单元62 和导电插塞64定位在泡沫垫片68的同一侧上。
利用参考图2所示接片42描述的方法相同的方法，通过扁平电缆 66的导体70形成接片72。不是从导体70向外凸出(如图2所示接片 42从导体32凸出)，在x坐标方向折叠接片72,以使它在导体70上 向回弯曲。这样折叠的接片72可以产生类弹性力，因为接片72可以 从扁平电缆66自然移动到缝隙76。因此，使接片72上露出的接触面 74对准，以(物理或者电)接触导电插塞64。接片72的类弹性力对 导电插塞64施加反作用力。如果利用粘合剂连接导电插塞64和接片 72,则类弹性作用可能有助于增强接片72与导电插塞64之间的粘合。 利用粘合剂，或者其他适当方法，将导电插塞64固定在感应单元62 上。这样，导体70 (并因此电连接到扁平电缆66的ECU)电连接到 感应单元62。
图5是组装后沿线5-5的图4所示传感器垫片组件60的部分示意 剖视图。利用诸如压敏粘合剂的任意适当方法，将感应单元62和导电 插塞64固定在泡沬垫片68上。导体70的接片72的接触面74接触导 电插塞64,从而在导体70与感应单元62之间实现电连接。利用压敏 粘合剂，将扁平电缆66固定在导电插塞64上。也可以采用其他任意 适当固定方法。扁平电缆66连接到ECU(图3中未示出)，并因此使 导体72连接到ECU。扁平电缆66的导体70位于绝缘层78之间。与
图4所示的导体32相同，在扁平电缆66上的缝隙76表示接片72已 经形成。在替换实施例中，可以从扁平电缆66上去除与接片72分离 的导体70和绝缘层78的部分80 (如图8所示)。
图6是组装后的传感器垫片组件60的仰视图，其中该图是感应单 元62、导电插塞64、电缆66以及泡沫垫片68下侧的视图(图4示出 它们的上侧)。现在，传感器阵列84包括6个分别电连接到扁平电缆 66的感应单元，但是可以采用任意适当数量的感应单元。可以看到从 导体70和绝缘层78上切掉接片72 (如图4和5所示)的扁平电缆66 的缝隙76。缝隙76上所示的点画部分表示位于扁平电缆66与感应单 元62之间的导电插塞64。连接到传感器阵列84内的每个感应单元的 扁平电缆66内的导体具有缝隙，其中形成接片以便将扁平电缆66的 导体电连接到其各个感应单元。如图6所示，传感器阵列84内的每个 感应单元连接到扁平电缆66内的不同导体(例如，导体70连接到感 应单元62，导体70a连接到感应单元62a,导体70b连接到感应单元 62b,等等)。
在传感器垫片组件60之后集成至车辆座椅内时，可以沿线82折 叠泡沬垫片68，以使电缆66位于泡沫垫片68的两层之间(例如，图 l所示的传感器垫片组件10)。作为一种选择，还可以沿线82反向折 叠传感器垫片组件60,以使扁平电缆66位于泡沬垫片68的外侧，而 且沿泡沫垫片68的部分外周延伸。因此，可以是利用激光或者其他适 当方法，将传感器垫片组件60模切为希望的尺寸和形状。然后可以在 传感器垫片组件60的至少一部分上放置基本不透液体但透气的材料， 参考传感器垫片组件22所述。
图7是组合了第一典型实施例方面和第二典型实施例方面的传感 器垫片组件卯的第三典型实施例的分解透视图。在图7中，感应单元 92、 94、 96位于泡沫垫片98的相对侧，但是扁平电缆100仅位于泡沫 垫片98的一側上。图7所示的实施例允许感应单元92、 94、 96位于 泡沫垫片98的相对侧，而无需绕泡沫垫片98缠绕扁平电缆100，这样 使得在传感器垫片组件卯内使用较少的扁平电缆100。
采用第一典型实施例的各方面，感应单元92和96电连接到扁平 电缆100。电缆100的导体114和116的接片102和104从泡沫垫片 98中的开口 106和108凸出，以便分别接触导电插塞110和112。然 后，在导体114与感应单元92之间形成电连接，而在导体116与感应 单元96之间形成单独电连接。导电插塞110在相对侧110A和110B上 具有粘合剂，以将导电插塞110分别固定在感应单元92和接片102上。 同样，导电插塞112在相对侧112A和112B上具有粘合剂，以将导电 插塞112分别固定在感应单元96和接片104上。也可以采用其他适当 固定方法。导电插塞110和U2优选比较小，以使它们不互相接触， 而且不分别接触相邻感应单元96和92。利用诸如激光切割方法的适当 方法，在泡沫垫片98中形成开口 106和108。此外，无需开口 106和 108,而且接片102和104可以直接通过泡沫垫片98延伸，而无需通 过预先切割的开口 106和108。
利用第二典型实施例的各方面，将感应单元94电连接到扁平电缆 100，因为感应单元94和导电插塞118与电缆100位于泡沬垫片98的 同一侧上。因此，接片120不需要通过泡沫垫片98凸出。相反，向后 (在x坐标方向)弯曲接片120,以形成接触导电插塞118的接触面 124,从而在导体122与感应单元94 (电连接到导电插塞118)之间形 成电连接。导电插塞118在相对侧118A和118B上具有粘合剂，以便 分别固定连接到感应单元94和接片120的接触面124。也可以采用其 他适当方法将导电插塞118连接到感应单元94和接片120的接触面 124。如图7所示，当接片120折叠在导体122上时，它产生类弹性作 用，接片120对导电插塞118施加反作用力。这样有助于在接片120 与导电插塞118之间形成牢固连接。
可以利用粘合剂或其他适当的方法，将感应单元92、 94和96分
别固定在扁平电缆100上，以提高传感器垫片组件卯的刚性。与上面
的典型实施例相同，至少可以在部分传感器垫片组件卯上布置基本上 不透液体但是透气的材料。
如上所述，当在导体中形成了接片后，可以去除没有连接到电子 控制单元而且基本上是"死线"的电缆的该部分导体。去除该导体部
分获得如图8所示的扁平电缆126。所示的扁平电缆126具有位于扁平 电缆126的相对侧的第一绝缘层128和第二绝缘层130。分别位于的第 一绝缘层128与第二绝缘层130之间的是通过绝缘材料142、 144、 146、 148、 150以及152分离的导体132、 134、 136、 138以及140。这样， 导体132、 134、 136、 138和140互相绝缘，而且它们与外部接触互相 懇緣。
在导体132中形成接片154。如上所述，通过首先在大致横向(即， 在y坐标方向)将导体132切割为要求宽度的接片154来形成接片154, 该要求宽度优选不大于导体132的宽度，但是它可以包括部分相邻绝 缘材料142和144。可以沿纵向(即，在x坐标方向)将部分电缆IOO 切割为要求长度的接片154,以便接片154可以从电缆100凸出。
然后，接片154可以用于将导体132电连接到导电插塞(例如， 图2所示的导电插塞26),该导电插塞电连接到感应单元(例如，图 2所示的感应单元24)。为此，必需使接触该导电插塞的部分接片154 露出(即，必需去除绝缘材料)。如图8所示，利用激光、加热、机 械研磨或者任意其他适当方法，分别去除接触接片154的部分第一绝 缘层128和第二绝缘层130。不必去除第一绝缘层128和第二绝缘层 130,因为仅接片154的一侧可以接触导电插塞。还从接片154上去除 绝缘材料142和144,但是不必去除绝缘材料142和144。
不从导体132凸出(或者"凸起")(例如，像接片42—样从图 2所示的导体32凸出)，接片154处于导体132的端部。去除接片156
左侧的部分导体132 (在观看图8时)，因为由于它不再连接到ECU, 它实际上是"死线"。
利用与用于形成接片154的方法类似的方法，可以在导体134、 136、 138以及140的端部分别形成接片156、 158、 160和162。也去 除每个导体134、 136、 138以及140的"死线"部分。因此，每个导 体134、 136、 138以及140具有不同的长度，而且随着通过连接到其 各感应单元而使每个导体134、 136、 138以及140终止时，扁平电缆 126的宽度逐渐减小。每个接片156、 158、 160和162电接触而且物理 接触分离导电插塞(并因此而接触分离感应单元)，因此，ECU (连 接到扁平电缆126)可以分别从每个感应单元采集信息。与采用与图2 所示扁平电缆30的结构类似的扁平电缆结构相比，形成如图8所示的 扁平电缆126可以更有效利用扁平电缆材料，因为可以利用某个长度 的单个整宽扁平电缆形成与扁平电缆126类似的两个扁平电缆。
分别根据上面描述的三个典型实施例的每一个，可以将每个传感 器组件(或者传感器垫片组件)集成至车辆座椅组件内。具体地说， 可以将传感器组件排列在车辆座椅组件的凹口内。可以将外部盖板(例 如，艺术盖板)装配在其内布置了传感器组件的至少部分车辆座椅组 件上。
除了包括在车辆座椅的座椅底部部分内外，还可以将根据本发明 的传感器组件集成至车辆座椅的其他部分。例如，可以将传感器组件 集成至车辆座椅的背部，或者集成至车辆座椅的侧部，以控制侧面气 囊的设置。本发明的传感器组件还可以用于要求监视限定空间内的人 或者物体的位置、取向、存在或者大小的任意应用。
本发明还包括形成传感器组件和新颖传感器垫片组件的方法。本 发明方法步骤的顺序并不局限于权利要求所述的顺序，除非先描述的 步骤是完成后续步骤的前提条件。相反，以任意适当顺序完成权利要
求中描述的方法歩骤。
尽管参考优选实施例描述了本发明，但是本技术领域内的技术人 员明白，在不脱离本发明实质范围的情况下，可以在形式和细节方面 进行修改。
权利要求
1.一种传感器组件，包括感应单元；导电插塞，电连接到该感应单元；以及电缆，包括多个导体；其中该导电插塞位于该电缆与该感应单元之间，而且其中该电缆的导体电连接到该导电插塞。
2. 根据权利要求1所述的传感器组件，进一步包括-垫材料，位于该导电插塞与电缆之间。
3. 根据权利要求1所述的传感器组件，进一步包括-垫材料，与该感应单元相邻。
4. —种传感器垫片组件，包括.-垫材料；第一感应单元，电连接到位于该垫材料的第一恻上的第一导电插挪；第二感应单元，电连接到位于该垫材料的第二側上的第二导电插塞，其中该垫材料的第一侧和第二倒彼此相对以及扁平电缆，包括第一导体和第二导体，而且其中第一导体电连接 到第一导电插塞，而第二导体电连接到第二导电插塞。
5. 根据权利要求4所述的传感器垫片组件，其中扁平电缆和第一 感应单元位于垫材料的相对侧，而且其中第一导体通过垫材料凸出， 以电连接到第一导电插塞。
6. 根据上述权利要求之任一所述的传感器组件或者传感器垫片 组件，进---步包括至少覆盖在部分垫材料上的基本上不透液体但是透 气的材料。
7. 根据上述权利要求之任一所述的传感器组件或者传感器垫片 组件，其中该传感器组件包括车辆座椅组件的一部分。
8. —种形成传感器组件的方法，该方法包括-将导电插塞电连接到感应单元以及将多芯电缆的纵向延伸导体电连接到导电插塞，从而在该导体与 感应单元之间形成电连接。
9. 根据权利要求8所述的方法，进一歩包括将垫材料至少固定 在多芯电缆的--部分上。
10. 根据权利要求8或者9所述的方法，其中将多芯电缆的纵向 延伸导体电连接到导电插塞包括-基本上在横向，至少切割部分导体；基本上在纵向，至少切割与该导体相邻的部分多芯电缆，以形成 其三侧不连接到该电缆的接片，其中横向和纵向基本上互相垂直，而 且其中该接片可以从该电缆凸出以及至少从部分接片上去除绝缘层。
11. 根据权利要求8至10之任一所述的方法，其中该电缆和感应 单元位于垫材料的两侧上，而且其中至少部分接片通过垫材料凸出。
12. —种形成传感器垫片组件的方法，该方法包括-提供第一感应单元；将第一导电插塞电连接到第一感应单元； 将多芯电缆的第一导体电连接到第一导电插塞； 至少将垫材料的部分第一侧固定在该电缆上； 将第二感应单元固定在该垫材料的第二侧上，其中垫材料的第一 侧对着第二侧；将第二导电插塞电连接到第二感应单元；以及 将多芯电缆的第二导体电连接到第二导电插塞。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中将第一导体和第二导体之 一或者二者电连接到其相应第一导电插塞或者第二导电插塞包括-基本上在横向，至少切割部分第一和/或者第二导体； 基本上在纵向，至少切割与该第一和/或者第二导体相邻的部分多 芯电缆，以形成其三侧不连接到该电缆的接片，其中横向和纵向基本 上互相垂直，而且其中该接片可以从该电缆凸出；以及 至少从部分接片上去除絶缘层。
14. 根据权利要求10或者13所述的方法，其中利用从包括激光、 加热以及机械研磨的组中选择的方法，从该接片去除絶缘层。
15. 根据权利要求9至14之任一所述的方法，进一步包括 将基本上不透液体但是透气的材料布置在该垫材料的至少一部分上。
16. 根据权利要求9至15之任一所述的方法，进一步包括 将该垫材料排列在车辆座椅组件的凹口内以及 将外部盖板布置在至少部分车辆座椅组件上。
17. 根据上述权利要求之任一的传感器组件、传感器垫片组件或 者方法，其中导电插塞包括金属化非纺织材料。
全文摘要
传感器组件(22)包括感应单元(24)，该感应单元利用导电插塞(26)电连接到柔性多芯电缆(30)的导体(42)。形成传感器组件的方法包括将导电插塞(26)电连接到感应单元(24)，而将多芯电缆(30)的导体(42)电连接到导电插塞(26)。
文档编号G01L1/20GK101184976SQ200680019136
公开日2008年5月21日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年4月4日
发明者查尔斯·米切尔, 西翁·迎 申请人:3M创新有限公司