乘员传感器及具有这种乘员传感器的座椅的制作方法
【专利摘要】乘员传感器包括至少一个开关元件，其包括通过间隔件的方式彼此相距特定距离设置的顶部承载层和底部承载层。间隔件包括至少一个开口，其限定所述开关元件的激活区，在所述激活区中，所述承载层可响应于作用在所述顶部承载层和底部承载层中的至少一个上的力而集合在一起。开关元件还至少包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极以如此方式在所述承载层之间地设置在所述开关元件的所述激活区内，使得如果所述承载层集合在一起，则在所述第一电极和第二电极之间建立电接触。乘员传感器进一步包括柔性材料制成的解耦层，所述解耦层被设置在所述开关元件顶侧上，以使得所述解耦层至少在激活区的区域覆盖顶部承载层，其中该设置使得所述解耦层和开关元件至少在激活区的区域相对于彼此能侧向移位。
【专利说明】
乘员传感器及具有这种乘员传感器的座椅
技术领域
[0001]本发明大体涉及集成到例如为汽车座椅内的乘员传感器系统的技术领域。在具体应用中，本发明更具体地涉及例如用于汽车的安全系统的基于座椅乘员传感器的箔片型压力传感器的技术领域。
【背景技术】
[0002]座椅乘员传感器通常在汽车中用于气囊控制或其他应用的目的。一般来说，座椅乘员传感器具有多个开关元件，其以阵列配置的方式设置并分布在汽车座椅的整个表面。各个开关元件典型地被构造成简单的开/关元件或者被构造成压力感测元件，例如力感测电阻，其中，高于某特定阈值力的情况下，电阻随着作用在座椅上的力而连续变化。
[0003]在这些座椅乘员传感器的一个可能应用中，实际的座椅占用状态借助于座椅乘员传感器的方式来确定，并且在汽车碰撞的情形下，与相应座椅相关联的气囊仅仅在实际座椅占用状态要求这种展开时才被展开。在不同的应用中，座椅乘员传感器的信号被用于安全带报警系统，如果特定车辆座椅被占用且相应的安全带没有被系紧的话，用于产生报警信号。
[0004]如果乘客对座椅施加压力，为了进行可靠地检测，压力传感器通常介于(乘坐表面或靠背的)的座椅垫与座椅套或座椅装饰之间，以便检测车辆座椅的占用状态。如果座椅还装备有座椅加热器，压力传感器通常设置在座椅加热器之下，即设置在座椅加热层与座椅垫之间。
[0005]目前，通过将装饰和/或座椅加热层粘合在下面的座椅垫上来制造数量可观的座椅。在这种情形中，座椅加热层，如果需要的话，和装饰利用不同层之间的热固性粘合剂被一起组装到座椅垫上。组件随后被加热和施加压力，以便激活胶水，并且以便在不同层的整个表面将不同的层大致粘接在一起。
[0006]在该热固化阶段，设置在装饰下或直接设置在加热层之下的压力传感器被暴露于会损坏压力传感器的相当严酷的条件下。而且，一旦组件被设定，压力传感器被固定地放置，并因此不再将它的位置适配于由乘客引起的座椅的变形。
[0007]技术问题
[0008]本发明的目的提供适于被应用于上述座椅的改进的传感器布置。该目的由权利要求I所要求保护的发明来实现。
【发明内容】
[0009]乘员传感器包括至少一个开关元件，用于检测施加在座椅上的力。开关元件包括借助于间隔件彼此相距特定距离设置的顶部承载层和底部承载层。间隔件包括至少一个开口，其限定所述开关元件的激活区，在激活区中，所述顶部承载层和底部承载层可响应于施加在所述顶部承载层和底部承载层中的至少一个上的力而集合在一起。开关元件进一步包括电极结构，所述电极结构至少包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极以如此方式在所述顶部承载层和底部承载层之间地设置在所述开关元件的所述激活区内，以使得如果所述顶部承载层和底部承载层响应于作用在所述顶部承载层和底部承载层中的至少一个上的力而集合在一起，则所述第一电极和第二电极之间的电接触被建立。根据本发明，乘员传感器进一步包括柔性材料解耦层，所述解耦层以如此方式被设置在所述开关元件的顶侧上，使得所述解耦层至少在激活区的区域内覆盖顶部承载层，其中，该设置使得所述解耦层和开关元件至少在激活区的区域内相对于彼此能侧向移位。
[0010]如果根据本发明的乘员传感器被集成到具有热结合装饰或座椅加热器的座椅中，则设置在开关元件的顶侧的解耦层将防止开关元件自身将它的表面胶粘在上覆的座椅组装层，诸如座椅装饰、毛毡层、塑料层或设置在乘员传感器之上的座椅加热器层。在上述热固化阶段，解耦层转而被粘接到上覆层。
[0011]组装后，开关元件与解耦层之间的侧向可移位性将使得开关元件能够在解耦层与座椅垫之间侧向滑动一特定延伸量，以便根据座椅的变形调节它的位置。
[0012]而且，在热固化阶段期间，解耦层部分地保护开关元件免受胶粘剂的热固化期间的高温和施加到座椅上的压力。因此，在该组装步骤期间的开关元件的损坏可有利地由解耦层防止。
[0013]要注意到，由于解耦层的柔性，即由于解耦层由柔性材料制成，由乘客施加到座椅上的局部压力将由解耦层传递到下覆的开关元件，并由此借助开关元件可靠地提供占用情况的检测。
[0014]在优选实施例中，至少在激活区的区域内，所述解耦层的侧向尺寸至少稍微比所述顶部承载箔层的侧向尺寸大。该实施例有效地确保了，在热固化阶段，开关元件不会侧向延伸超出解耦层，并因此不会粘接至上覆的座椅层。而且，解耦层的较大尺寸提供所需的空间，在该空间中，开关元件可相对于解耦层自由地移位。
[0015]应注意到，解耦层可与开关元件完全分离。在这种情形中，在座椅组装期间，在设置下一个座椅层之前，解耦层被放置在开关元件的顶部。然而，在优选实施例中，所述解耦层在远离于激活区的一个区域内局部附连于顶部承载层。解耦层例如可附连到开关元件的连接耳片，即在远离于激活区的一个位置处。通过在远离于激活区的区域内的这种局部附连，乘员传感器形成单个件，其基本上改进了乘员传感器的操作，同时，也由于解耦层的柔性，开关元件相对于柔性解耦层的侧向移位被维持。要注意到，解耦层可通过诸如胶粘或压接的任何适当手段来附连于顶部承载层。可替换地，解耦层可通过设计被机械地紧固。
[0016]应意识到的是，开关元件有利地包括设置在共同的顶部承载层与底部承载层之间的多个激活区，且所述解耦层被设置成在所述多个激活区的区域覆盖顶部承载层。该设置优选为，所述多个激活区中的不同激活区在更大的区域上分布，以使得乘员的检测在座椅的更大区域上被增强。
[0017]开关元件优选被构造成箔片型压力传感器，且顶部承载层和/或底部承载层优选由聚合物箔片制成。
[0018]箔片型或基于薄膜的压力传感器，即将作用在柔性薄膜上的压力转换为电信号的压力变送器，被广泛周知且存在多个变型。
[0019]基于薄膜的压力传感器的广泛变型包括通过间隔件(例如，双侧粘性薄膜)彼此间隔特定距离设置的第一柔性承载薄膜和第二柔性下部承载箔片。间隔件设有一个或多个开口(缺失间隔件材料的区域)，其限定小室或腔。在这些小室或腔中的每一个中，至少两个电极被如此设置，响应于作用在压力传感器上的压力，第一和第二承载薄膜克服它们的弹性被压在一起，这使得小室的至少两个电极之间的电阻值下降。连接于压力传感器的控制单元测量小室电极之间的阻值(或电流或电压)，并以此确定作用在压力传感器上的压力。
[0020]各个小室中的几种电极的可能设置是已知的。在第一种设置中，第一电极被设置在第一承载薄膜上，且第二电极被以与第一电极相面对的关系设置在第二承薄膜上。当第一和第二承载薄膜被压在一起时，第一与第二电极之间的电接触被建立。这种类型的小室经常被称作“通过模式(through mode)”小室。在可替换的设置中，第一和第二电极以相间隔的关系设置在第一和第二承载薄膜中的一个上，而另外一个承载薄膜被分流元件覆盖。分流元件以与第一和第二电极相面对的关系设置，以使得，当第一和第二承载膜片被压在一起时，分流元件使第一和第二电极分流。这种类型的小室被称作“分流模式(s h u n tmode)” 小室。
[0021]所述小室可被构造成简单的压力开关。在这种情形中，当第一和第二电极开始彼此物理接触时，电阻值的下降在精确的压力阈值(其从绝缘型阻值变化到导电型阻值)处突然发生。
[0022]可替换地，所述小室可被以如此方式构成以使得阻值在较宽的压力范围内逐渐下降。为此，压敏材料防止小室中的电极直接接触。压敏材料的阻值随着所施加的压力而变化。压敏材料可呈现为至少一个电极上的层，或者在分流模式小室情况下，分流元件可由压敏材料制成。
[0023]上述压力传感器可被低成本地制造并已证明在实际使用中具有耐用性和可靠性。由于这些特性，基于薄膜的压力传感器目前被广泛用于所有类型的开关及测量应用中。该传感器提供非常缩减的轮廓以及较低的重量，这使得它们适于集成到各种操作环境中。
[0024]在本发明的优选实施例中，所述解耦层由聚合物箔片或织物材料制成。在聚合物材料的情形中，解耦层可由与承载箔片相同的聚合物材料制成，或由不同的材料制成。而且，解耦层的厚度可等于或不同于承载箔片的厚度。
[0025]本发明的另一个方面涉及座椅组件，其包括座椅垫、座椅套和至少一个上述的乘员传感器，其中，至少一个乘员传感器被设置在座椅垫与上覆的座椅组装层之间。在座椅组装后，所述至少一个乘员传感器的解耦层至少被部分地粘接到上覆的座椅组装层。上覆的座椅组装层可为座椅装饰、毛毡层、座椅加热层或构造整个座椅组件的任何其他层。如果座椅组件包括座椅加热器，所述至少一个乘员传感器的解耦层例如优选至少部分粘接到所述座椅加热层。
[0026]要注意到，根据本发明的座椅乘员传感器可用于任何适当的座椅，诸如汽车、火车、飞机或公共汽车等的机动交通工具的座椅。而且，乘员传感器可被集成到该座椅的乘坐表面内或者被集成到座椅的相应的靠背部分内。
【附图说明】
[0027]现在通过示例的方式，参考附图，描述本发明的优选实施例，其示出了:
[0028]图1:座椅的示意性层组件，其包括根据本发明教导的乘员检测器；
[0029]图2:乘员传感器实施例的顶视图。
【具体实施方式】
[0030]图1示出了集成到座椅的示意层组件内的乘员传感器10。该座椅包括放置在座椅框架16上的座椅垫14。乘员传感器10被放置在座椅发泡件或座椅垫14上，且由座椅加热层18和座椅装饰20覆盖。
[0031]乘员传感器包括用于检测作用在座椅上的力的开关元件22。开关元件22包括通过间隔件28的方式彼此间隔特定距离设置的顶部承载层24和底部承载层26。在所示出的实施例中，间隔件28包括限定所述开关元件22的激活区的两个开口30，在所述激活区中，所述顶部承载层和底部承载层可响应于作用在所述顶部承载层和底部承载层中的至少一个上的力集合在一起。开关元件进一步包括电极结构，其包括第一电极32和第二电极34，所述第一电极和第二电极以如此方式在所述顶部承载层与底部承载层之间地设置在所述开关元件22的所述激活区30内，以使得如果所述顶部承载层和底部承载层响应于作用在所述顶部承载层和底部承载层中至少一个上的力而集合在一起，则在所述第一电极和第二电极之间建立电接触。
[0032]乘员传感器进一步包括柔性材料的解耦层36，其被设置在所述开关元件22的顶侧上，采用这种方式使得解耦层36至少在激活区30的区域内覆盖顶部承载层24。解耦层至少在激活区30的区域内与顶部承载层24相分离，该设置使得所述解耦层36和开关元件22至少在激活区30的区域内相对于彼此能侧向移位。
[0033]图2示出了乘员传感器10的俯视图。要注意到，至少在激活区30的区域内所述解耦层36的侧向尺寸至少稍微大于所述顶部承载箔片24的侧向尺寸。这有效地确保了，开关元件22不会侧向延伸超出解耦层36，并因此在热固化阶段期间不会粘接到上覆的座椅层18。而且，解耦层的较大尺寸提供所需的空间，在其中，开关元件可自由地相对于解耦层移位。
[0034]应注意到，解耦层可与开关元件完全分离。在这种情形中，在座椅组装期间，在设置下一个座椅层之前，解耦层被设置在开关元件的顶部。然而，在所示出的实施例中，解耦层36在远离于激活区的区域38和/或138内局部地附连到顶部承载层24。解耦层例如可附连到开关元件22的连接耳片40，S卩，在远离于激活区30的一个位置。通过在远离于激活区的区域中的这种局部附连，乘员传感器形成单一件，其极大改进了乘员传感器的操作，同时保持了开关元件相对于柔性解耦层的侧向可移位性。
【主权项】
1.一种乘员传感器，其包括至少一个开关元件，所述开关元件包括通过间隔件彼此相距特定距离设置的顶部承载层和底部承载层，所述间隔件包括至少一个开口，所述至少一个开口限定所述开关元件的激活区，在所述激活区中，所述顶部承载层和底部承载层可响应于作用在所述顶部承载层和底部承载层中的至少一个的力而被集合在一起；以及所述开关元件包括电极结构，所述电极结构至少包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极以如此方式在所述顶部承载层和底部承载层之间地设置在所述开关元件的所述激活区内，使得如果所述顶部承载层和底部承载层响应于作用在所述顶部承载层和底部承载层中的至少一个上的力而被集合在一起，则在所述第一电极和第二电极之间建立电接触，其特征在于，所述乘员传感器包括柔性材料制成的解耦层，所述解耦层以如此方式设置在所述开关元件的顶侧上，使得所述解耦层至少在激活区的区域内覆盖顶部承载层，且其中该设置使得所述解耦层和开关元件至少在激活区的区域内相对于彼此能侧向移位。2.根据权利要求1的乘员传感器，其中，至少在激活区的区域内所述解耦层的侧向尺寸大于所述顶部承载箔片的侧向尺寸。3.根据权利要求1或2的乘员传感器，其中，所述解耦层在远离于激活区的区域中局部附连于顶部承载层。4.根据前述权利要求中任一项的乘员传感器，其中，所述开关元件包括在共同的顶部承载层和底部承载层之间设置的多个激活区，且其中所述解耦层在所述多个激活区的区域内覆盖顶部承载层。5.根据前述权利要求中任一项的乘员传感器，其中，所述开关元件被构造成箔片型压力传感器。6.根据前述权利要求中任一项的乘员传感器，其中，所述顶部承载层和/或所述底部承载层由聚合物箔片制成。7.根据前述权利要求中任一项的乘员传感器，其中，所述解耦层由聚合物箔片或织物材料制成。8.—种座椅组件，其包括座椅垫、座椅套和至少一个根据前述权利要求中任一项的乘员传感器，其中，所述至少一个乘员传感器被设置在所述座椅垫和所述座椅套之间，且其中所述至少一个乘员传感器的解耦层至少部分地粘接到所述座椅套。9.一种座椅组件，其包括座椅垫、座椅加热层、座椅套和至少一个根据前述权利要求中任一项的乘员传感器，其中，所述至少一个乘员传感器被设置在所述座椅垫和所述座椅加热层之间，且其中，所述至少一个乘员传感器的解耦层至少部分地粘接到所述座椅加热层。10.一种座椅组件，其包括座椅垫、毛毡层或织物层、座椅套以及至少一个根据前述权利要求中任一项的乘员传感器，其中，所述至少一个乘员传感器被设置在所述座椅垫和所述毛毡层或织物层之间，且其中，所述至少一个乘员传感器的解耦层至少部分地粘接到所述毛毡层或织物层。
【文档编号】G01G19/414GK106062521SQ201580009134
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月9日
【发明人】K·韦尔斯, D·容根, C-C·凯登布尔格, M·万帕赫
【申请人】Iee国际电子工程股份公司