CN104494487A - 组合式座椅加热器和乘客感应天线 - Google Patents

Abstract

提供一种具有弹性基板的组合式汽车座椅加热器和乘客感应天线，所述弹性基板设有施加在所述基板一侧上的座椅加热器和施加在所述基板的另一侧上的乘客感应天线。提供结构以最小化座椅加热器的运转对天线性能的干扰。

Description

组合式座椅加热器和乘客感应天线

本申请是申请日为2009年11月25日、国际申请号为PCT/US2009/065871、国家申请号为200980148873.4、发明名称为“组合式座椅加热器和乘客感应天线”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本发明要求2008年12月3日提交的美国临时申请系列号No.61/119,511和2009年7月20提交的美国临时申请系列号No.61/226,879的优先权。

发明领域

本发明涉及用于汽车的座椅加热器和乘客感应器系统，尤其涉及具有用于座椅加热器和乘客感应器的组合部件的设备。

发明背景

各种类型的座椅加热器已经用于汽车中以加热被占用的座椅并改善乘客的舒适度。车辆座椅加热器应该是牢固的并且是持久耐用的以适应弯曲而不存在拉伸以维持包括加热器的导线轨迹(conductor trace)的完整性。已知的是在弹性基板上提供自动调节加热器，该弹性基板能承受弯曲和温度的变化并且防潮。例举的汽车座椅加热器可以在例如，美国专利6,884,965和7,202,444中找到。在其中公开的座椅加热器可以通过聚合物厚膜印制工艺制造，这为本领域技术人员所熟知。

乘客感应器已经被结合入汽车乘客车厢隔间用来确定何时座椅被占用并且如果座位安全带没有对所有乘客系牢时提醒乘客。在更加先进的乘客感应器系统中，车辆气囊可以基于感应到的占用被激活或者不被激活。气囊系统的调度参数(Deployment characteristics)可以基于感应到的乘客的体积被控制和改变，从而对小孩或较瘦小的成年人以及体积更大的乘客进行不同的操作。不同类型的感应器系统已经被使用。一些乘客感应器系统只能区分体积的不同而不能区分例如小孩和座位上放置的相似体积的物体。更加先进的乘客感应器技术，在此处是指电容器系统，利用电场成像技术来确定占用并在乘客和可能放置在车辆座椅上的其他物体或东西之间进行区分。弹性的天线被放置在汽车座位中，并且以一块板与车辆顶部、挡风玻璃或其他结构限定的第二块板间隔开进行运作，以在形成内电场的平行板电容器中建立电荷分离。介于间隔的板之间极化的电介质(polarized dielectric)减少了电场并增加了电容量。通过感应当人或者物处于板之间时产生的电容量的变化，并且与天线和板之间已知的空气电容相比，软件能区分人和物，并且能评估占据座位的人的尺寸。控制器然后能使用从感应器获得的信息提供用于控制与乘客相互影响的各种系统的操作信号。

已知的是以分开的独立系统的方式提供座位加热器和乘客感应器。每个系统的分开的独立元件的安装既困难又耗费时间。还已知的是提供内部座位结构，该内部座位结构将座椅加热器的元件与一些类型的乘客感应系统相结合，例如在美国专利7,500,536中示出的内部座位结构，其利用了自动调节的加热器和体积感应器。然而，由于座椅加热器的运作而在电容器系统感应器执行中产生干扰，将更加先进的电容器系统乘客感应器与座椅加热器结合，还未被人们所知。由于干扰问题，即使在座椅中以分开的独立元件提供这些系统也是困难的。

将自动调节加热器元件和用于乘客感应电容器系统的天线结合在单个座椅结构中，这会是有利的。

发明内容

本发明提供一种组合设备，该设备具有位于普通基板的相反侧上的自动调节加热器和用于乘客感应器系统的天线。

在本发明一种结构的一个方面中，本发明提供组合式座椅加热器和乘客感应天线，具有设有相反的第一和第二侧的电绝缘基板，施加在该基板第一侧的座椅加热器组件，施加在基板第二侧的电容器系统乘客感应天线，插入在座椅加热器组件和天线之间的干扰降低结构。

在本发明其他结构的另一个方面中，本发明提供组合式座椅加热器和乘客感应天线，具有设有相反的第一和第二侧的电绝缘基板，在所述基板的第一和第二侧中的一侧上的聚合物厚膜印刷座椅加热器导电层，该座椅加热器导电层限定多个导电轨迹；以及在座椅加热器导电层上的聚合物厚膜印刷座椅加热器电阻层。印刷接地平面层(printed ground plane layer)和印刷绝缘层(printed isolation layer)中的至少一个被施加在所述基板的第一和第二侧的剩余一侧上；并且聚合物厚膜印刷电容器系统乘客感应天线被施加到印刷接地平面层和/或印刷绝缘层。

在本发明的其他形式的其他方面中，本发明提供用于制造组合式座椅加热器和乘客感应天线的方法，该方法包括提供具有相反的第一和第二侧的电绝缘基板；在该基板的第一和第二侧中的一侧上印刷座椅加热器组件；以及在基板的第一和第二侧中的剩余一侧上印刷电容器系统乘客感应天线组件。

从本发明的一个实施例中得到的优点是，在本发明的一种形式中，提供一种包含用于汽车座椅加热器和电容器系统车辆乘客感应器的部件的单个单元或结构，从而相比具有用于加热器和乘客感应系统的分开的、单个部件的设计，节省了材料成本并提高了安装效率。

本发明的一种形式的实施例中得到的其他好处是，提供一种具有天线的通用的装置，该天线在与车辆乘客相互作用的系统中具有多种功能。

本发明一种形式的实施例中获得的其他好处是，提供用于电容器系统类型的乘客感应器的组合式座椅加热器和乘客感应天线，其中座椅加热器的运转对乘客感应器的性能产生的干扰被有效地降低。

本发明的其他优势是提供一种用于制造能提高效率和可靠性的组合式座椅加热器和乘客感应天线的方法。

基于下面详细的描述，权利要求和附图，其中相同的数字用于表示相同的特征，本发明的其他特征和优势将对本领域技术人员来说是显而易见的。

附图说明

图1是根据本发明的组合式座椅加热器和乘客感应天线的分解示意图；

图2是根据本发明的组合式座椅加热器和乘客感应天线的部分切除的透视图；

图3是在本发明的组合式座椅加热器和乘客感应天线中的座椅加热器的透视图；

图4是在本发明的组合式座椅加热器和乘客感应天线中的乘客感应天线的透视图；

在详细说明本发明的具体实施例之前，应当理解，本发明在其应用方面不局限于下列描述或附图中示出的元件的结构和布置的细节。本发明可具有其他的实施例并且能以各种方式被实践和实施。此外，应当理解，本文中使用的措词和术语是用于描述的目的而不应视为限制。本文中使用的“包括”，“包含”以及其变型意味着包含此后列举的各项和其等同物，以及其他项目和其等同物。

具体实施方式

现更具体地参考附图，数字10表示根据本发明的组合式座椅加热器和乘客感应天线。组合式座椅加热器和乘客感应天线10包括基板12，该基板具有座椅加热器组件14和乘客感应器天线组件16，所述座椅加热器组件施加在基板的第一侧上，所述乘客感应器天线组件16施加在基板的相反的、第二侧上，天线用在电容乘客感应器系统中。每一个座椅加热器组件14和天线组件16可以通过聚合物厚膜丝网印刷或者其他适当的施加工艺，例如层压工艺施加在基板12上。

基板12是绝缘材料的聚合物片，例如，举例来说，例如商标为的聚酯纤维。基板12是牢固的，还是弹性的并具有相反表面20，22，加热器组件14和乘客感应器系统天线组件16被施加在该相反的表面上。基板12被提供为具有合适的尺寸和形状以被安装并为加热器组件14提供支撑以便对汽车座椅的所需区域进行加热。

在其优选的实施例中，加热器组件14是自动调节的加热器，当其温度增加时，提供较少的热并消耗较少的电流，并在低温时提供更多的热并消耗较多的电流。加热器组件14包括丝网印制银或类似物的导电层30，该导电层形成多个传导总线32，传导轨迹34(conductive trace)以及用来将操作电流提供给加热器的电连接终端36，38。材质为碳或类似物的电阻层40被施加在导电层30上以在加热器组件14的表面提供连续的热分布。电阻层40可以包括正温度系数材料，以便当温度增加时，提供增加的电阻，从而提供一种自动调节加热器。可选择地，也可以使用被连接到电控制器的固定电阻的电阻层来调节热度(heat level)。电阻层40可以包括单段电阻材料或可以包括施加到导电层30的所选区域的多个分离的段。

适当的加热器组件14的制造方式和结构，包括其导电层30和电阻层40的结构，对本领域技术人员来说是众所周知的，并且可以采用超出附图中举例目的示出的具体实施例的各种形式，形状和结构。例如，可以产生各种图形和空隙以在加热的所需区域中符合座椅，以及在最终结构中提供充分的柔韧性和弹性。

组合式座椅加热器和乘客感应天线10的加热器侧可以包括在加热器组件14之上的粘合剂层42和粘附到粘合剂层42的织物层44。粘合剂层42可以是加热器组件14和织物层44之间的接触点或压敏粘合剂或其他适当的粘合剂。织物层44可以，例如是用于覆盖和保护座椅加热器组件14的低延展性的聚酯纤维或其他适当的织物。

在示出的例举的实施例中，乘客感应天线组件16包括施加到基板12上的与座椅加热器组件14相反侧上的多个层。邻近基板12的第一层是施加到基板12的接地平面导体层50，并且可以包括聚合物厚膜丝网印刷层，银固体层，金属薄片或者其他适当的导电接地层。可选择地，商标为的金属化薄片，或者金属片可以用作接地平面导体层50，接地平面导体层通过金属化粘结或者其他适当的层压处理代替丝网印刷施加到基板12上。

电绝缘层52被施加到接地平面导电层50上。绝缘层52是可通过前面提到的聚合物厚膜丝网印刷技术施加的印刷的绝缘体(printed dielectric)。也可以使用通过其他工艺，例如层压，施加的其他材料。绝缘体隔离层52提供接地平面层50和导电的天线层60之间的电绝缘。绝缘体隔离层52防止接地平面层50和天线层60之间短路。因此，绝缘体隔离层52应当具有适当的厚度来提供充分的强度和弹性而不存在破裂。

天线层60是电容器系统乘客感应器的一部分，并且包括施加到绝缘体隔离层52的导电层。例如，天线层60可以由印刷在期望的结构上的银构成，并且可以包括连接到天线主体或板66的电路接头62，64。板66的尺寸和形状可以根据本发明的一种应用和使用到其他应用或使用而进行改变。

接地平面导电层50和绝缘体隔离层52可以具有与天线层60相似的尺寸、形状和结构。可选择地，接地平面导电层50和绝缘体隔离层52可以具有比天线60更大的尺寸并且可以被施加到基板12的第二表面22的基本上全部面积。在座椅加热器组件14和乘客感应天线60之间可具有其他类型的屏障和/或绝缘层以最小化座椅加热器运转产生的对天线功能的潜在的干扰。例如，基板12的厚度和构成可以被选择以降低对其与插入到基板和天线之间的分离的接地平面层和绝缘体隔离层的配合的潜在干扰或者降低其与插入到基板和天线之间的分离的接地平面层和绝缘体隔离层的位置的潜在干扰。

组合式座椅加热器和乘客感应天线10的天线组件侧可以进一步包括粘结剂层70，通过该粘结剂层，组合式座椅加热器和乘客感应天线10可以被粘结到将在组合式加热器和乘客感应天线10中使用的泡沫垫或其他座椅结构。组合式座椅加热器和乘客感应天线10两侧中的任意一侧或两侧上可提供其他的外部密封和/或保护层。

本领域技术人员将理解的是，此处描述的加热器，天线和其他导电层可以包括由导电金属例如铜，银，金，铝，碳或石墨材料制成的电导体。进一步已知的是，用作电导体的导电材料可以由聚合物模型中非常小片状的材料制成。如果这个材料被过分拉紧或者经受重复拉伸，该导电层可能开裂，从而导致不良的电弧。为了帮助减轻潜在的开裂，上面描述的各种层(包括基板12)中和各处可以具有缝隙。在必要时，缝隙可以包括孔，矩形孔或不规则的孔以提供所需位置处的所需弯曲度。开口可以以相同的尺寸，形状和结构在多个层中进行延伸；或者开口可以在一层与另一层之间在尺寸，形状和结构上进行改变。

前述变化和修改都在本发明范围内。应当理解的是，在此处公开和限定的本发明涵盖从文中和/或图中提到或显然的两个或更多的独立特征的所有可选择的组合。所有这些不同组合构成本发明各种可选择的方面。文中描述的具体实施例说明了为实施本发明的最好的方式，并且能使本领域中其他技术人员可以利用本发明。权利要求应当理解为包括由现有技术所以允许的可选择的实施例的程度。

下面的权利要求书中提出本发明的各种特征。

Claims (20)

1.一种组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括：

具有相反的第一和第二侧的电绝缘基板；

施加到所述基板的所述第一侧的座椅加热器组件；

施加到所述基板的所述第二侧的电容器系统乘客感应天线；以及

干扰降低结构，插入在所述基板和所述天线之间，以最小化座椅加热器组件运转产生的对所述天线功能的潜在的干扰。

2.权利要求1所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括插入在所述座椅加热器组件和所述天线之间的接地平面层。

3.权利要求2所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，所述接地平面层包括由导电材料制成的丝网印刷层。

4.权利要求2所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，所述接地平面层包括层压到所述基板的金属薄片。

5.权利要求1所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括插在所述座椅加热器组件和所述天线之间的电绝缘层。

6.权利要求5所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，所述电绝缘层包括印刷绝缘层。

7.权利要求1所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括插在所述加热器组件和所述天线之间的接地平面层和电绝缘层。

8.权利要求7所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，所述接地平面层包括施加在所述基板上的印刷导体；并且所述绝缘层包括施加到所述接地平面层的印刷绝缘体。

9.权利要求1所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，所述座椅加热器组件包括施加到所述基板的印刷导电层和印刷电阻层。

10.权利要求1所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，所述座椅加热器组件和所述天线包括施加在所述基板的相反两侧上的聚合物厚膜印刷层。

11.权利要求10所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括所述基板和所述天线之间的聚合物厚膜印刷接地平面层。

12.权利要求10所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括所述基板和所述天线之间的聚合物厚膜印刷绝缘层。

13.权利要求12所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括在所述基板和所述聚合物厚膜印刷绝缘层之间的聚合物厚膜印刷接地平面层。

14.权利要求1所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括：

所述座椅加热器组件包括在所述基板的所述第一和第二侧之一侧上的聚合物厚膜印刷座椅加热器导电层，所述座椅加热器导电层限定多个导电轨迹；

所述座椅加热器组件进一步包括在所述座椅加热器导电层上的聚合物厚膜印刷座椅加热器电阻层；

所述干扰降低结构包括施加到所述基板的所述第一和第二侧之另一侧上的印刷接地平面层和印刷绝缘层中的至少一个；以及

所述电容器系统乘客感应天线包括施加到印刷接地平面层和印刷绝缘层中的所述至少一个上的聚合物厚印刷膜。

15.权利要求14所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括施加到所述基板的所述第一和第二侧之另一侧上的聚合物厚膜印刷接地平面层。

16.权利要求14所述的组合式座椅加热器和乘客感应天线，所述天线施加到所述印刷绝缘层。

17.权利要求14的组合式座椅加热器和乘客感应天线，包括施加到所述基板的所述第一和第二侧之另一侧上的聚合物厚膜层印刷接地平面层；施加到所述接地平面层的聚合物厚膜印刷绝缘层；以及施加到所述印刷绝缘层的所述天线。

18.一种用于制造组合式座椅加热器和乘客感应天线的方法，所述方法包括如下步骤：

提供具有相反的第一和第二侧的电绝缘基板；

在所述基板的第一和第二侧中的一侧上印刷座椅加热器组件；

在所述基板的第一和第二侧的另一侧上印刷电容器系统乘客感应天线；以及

在所述基板和所述天线之间提供干扰降低结构以最小化所述座椅加热器组件运转产生的对所述天线功能的潜在的干扰。

19.权利要求18所述的方法，所述印刷电容器系统乘客感应天线组件的步骤包括印刷天线和印刷接地平面导体层和隔离绝缘层中的至少一个。

20.权利要求19所述的方法，包括在第一和第二侧的另一侧上印刷接地平面导体层；在接地平面层上印刷绝缘层以及在绝缘层上印刷天线。