CN104736382B - 用于具有弹簧悬架或椅盘的座椅的座椅占用传感器单元 - Google Patents

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Abstract

一种压力响应式座椅占用传感器单元(10)包括：支撑板(12)，其具有顶面(20)和底面；多个间隔元件(14)，其限定所述压力响应式座椅占用传感器单元的上表面(18)，所述支撑板的所述顶面布置成从所述上表面凹进；泡沫垫(22)，其在所述支撑板上设置在所述间隔元件之间；凹槽(24)，其在所述泡沫垫的下方形成于所述支撑板的所述顶面中；以及布置在所述凹槽中的压力响应式薄膜开关(26)。所述凹槽具有超过所述压力响应式薄膜开关的厚度的深度。所述泡沫垫构造成使得所述泡沫垫在被所施加的超过某一阈值的压力压缩之后变形为进入所述凹槽，并且触发所述压力响应式薄膜开关。

Description

用于具有弹簧悬架或椅盘的座椅的座椅占用传感器单元
技术领域
本发明总的来说涉及感测车辆座椅的占用状态。具体地说，本发明涉及一种压力响应式座椅占用传感器单元，其安置在座垫的底侧，即座垫和座垫支撑装置(例如椅盘、弹簧等)之间。
背景技术
座椅占用传感器当今广泛用在自动车辆中，以便为诸如座椅安全带提醒装置、辅助约束系统(安全气囊)等各种仪器提供座椅占用信号。座椅占用传感器存在一些变型，例如，基于电容感测、变形感测或压力(力)感测。压敏座椅占用传感器通常布置在座垫的泡沫体和座椅罩之间。
消费者对车辆的定制和个性化的可能性是现代汽车的关键销售因素。这导致为一个汽车模型提供许多不同变型的汽车内饰。随着越来越多的可用选项，关于技术设备在车辆中的实施出现了严格限制。利用布置在座垫的泡沫体和座椅罩之间座椅占用传感器，每种座椅设计(皮革，布料，运动，舒适，...)要求对乘员检测系统进行特殊开发工作。这导致开发成本高，因此对汽车行业是没有吸引力的解决方案。因此，要解决的问题在于找到一种受座椅设计的影响较少因而可用于更多种类汽车座椅或者甚至汽车平台的传感器解决方案。
文献DE 197 52 976 A1公开了一种呈薄膜型压力传感器的形状的车辆座椅占用传感器。该压力传感器包括：第一承载膜、间隔件和第二承载膜，它们以夹层结构的方式设置在彼此上。接触元件布置在承载膜的内表面上。间隔件中的开口允许当压力施加在传感器上时各接触元件彼此相接触。压力传感器布置在车辆座椅的泡沫垫的底侧上的空腔内。压力传感器由关闭空腔并搁在椅盘上的泡沫块支撑。
文献DE 20 2010 003 563 U1公开了一种压力传感器单元，其包括薄膜型压力传感器。该压力传感器包括两个薄膜，这两个薄膜由布置在它们之间的间隔材料保持在一定距离处。该压力传感器设置在可压缩的中间层上，该可压缩的中间层又布置在基板上。文献JP 2011 105278公开了一种包括支撑板的座椅占用传感器，所述支撑板具有用于将支撑板固定在座垫悬置弹簧上的支承元件，其中，所述支承元件限定上表面，所述支撑板的顶面从所述上表面凹进。承载泡沫垫的压力响应式检测器在支撑板上被布置支承元件之间。
在压力传感器单元布置在座垫的B面上(即，在座垫和其支撑件之间，与占用者可以使其自身就座的那侧相背离的一侧)的情况下，座垫将来自就座表面的压力传递至压力传感器单元。作为事实，座垫的填料变为测量单元的一部分。尽管薄膜型压力传感器的制造公差可以被控制成使得对于整个生产实现均匀的触发压力阈值(即，使得压力传感器的膜彼此形成接触的压力)，但是为了保证每一个座垫的泡沫体具有完全相同的厚度并且在压力下表现相同的形式，特别是，将相同大小的压力传递给压力传感器单元，在座椅制造商的生产中重大投资将是必要的。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种与车辆座椅的制造公差兼容的压力响应式B面座椅占用传感器单元。该目的是利用权利要求1所述的本发明来实现的。
本发明的总体描述
根据本发明的第一方面，一种用于检测座椅例如车辆座椅的占用状态的压力响应式座椅占用传感器单元构造成用于其中座垫由弹簧支撑的座椅。这种压力响应式座椅占用传感器单元包括：支撑板，其具有顶面和底面；多个支承元件，用于将所述支撑板固定在座垫悬置弹簧上，所述支承元件限定所述压力响应式座椅占用传感器单元的上表面，所述支撑板的所述顶面布置成从所述上表面凹进；泡沫垫，其在所述支撑板上设置在所述支承元件之间；凹槽，其在所述泡沫垫的下方形成于所述支撑板的所述顶面中；以及布置在所述凹槽中的压力响应式薄膜开关。所述凹槽具有超过所述压力响应式薄膜开关的厚度的深度。所述泡沫垫构造成使得所述泡沫垫在被所施加的超过某一阈值的压力压缩之后变形为进入所述凹槽，并且触发所述压力响应式薄膜开关。
将理解的是，由于该凹槽的深度大于压力响应式薄膜开关的厚度(高度)，所以当座椅处于空载状态下时，压力响应式薄膜开关和泡沫垫的底部之间存在气隙。从而，该气隙防止压力响应式薄膜开关的所谓的预加载。此外，在泡沫垫由于老化而变形并且开始沉入间隙中的情况下，也不会立即在薄膜开关上施加预载荷。因此，可以获得单元的更长的使用寿命。
优选的是，支承元件与支撑板一体地形成。支承元件与支撑板可以由任何合适的材料制成。然而，优选的是，它们由注射成型的塑料制成。
根据本发明的第二方面，压力响应式座椅占用传感器单元构造成用于其中座垫由椅盘(例如，从金属片材或由塑料制成)支撑的座椅。根据本发明的第二方面，用于检测座椅的占用状态的压力响应式座椅占用传感器单元包括：支撑板，其具有顶面和底面；多个间隔元件，其限定所述压力响应式座椅占用传感器单元的上表面，所述支撑板的所述顶面布置成从所述上表面凹进；泡沫垫，其设置在所述间隔元件之间，由所述支撑板承载；凹槽，其在所述泡沫垫的下方形成于所述支撑板的所述顶面中；以及布置在所述凹槽中的压力响应式薄膜开关。所述凹槽具有超过所述压力响应式薄膜开关的厚度的深度。所述泡沫垫构造成使得所述泡沫垫在被所施加的超过某一阈值的压力压缩之后变形为进入所述凹槽，并且触发所述压力响应式薄膜开关。
优选的是，间隔元件与支撑板一体地形成。优选的是，支撑板和间隔元件由注射成型的塑料制成，尽管其它材料可以证明是适当的。
根据本发明的第一或第二方面使用的压力响应式薄膜开关有利地包括彼此通过间隔膜隔开的第一承载膜和第二承载膜，所述间隔膜在其中具有限定隔室的开口，所述压力响应式薄膜开关包括在所述第一和第二承载膜上的在所述隔室中彼此布置成面对关系的至少两个电极，使得当压力施加到所述压力响应式薄膜开关上时所述至少两个电极更靠近，有可能彼此接触。当第一和第二承载膜上的电极之间形成接触时，人们称之为薄膜开关的“触发”。形成接触的压力的最小量被称为“压力阈值”或“触发阈值”。
本发明的再一个方面涉及一种车辆座椅，包括：由座垫支撑弹簧支撑的座垫和根据本发明的第一方面的压力响应式座椅占用传感器单元。压力响应式座椅占用传感器单元搁置在座垫支撑弹簧上并且通过座垫支撑弹簧抵靠座垫来应用。
本发明的再一个方面涉及一种车辆座椅，包括：由座垫支撑盘支撑的座垫和根据本发明的第二方面的压力响应式座椅占用传感器单元。在这种情况下，压力响应式座椅占用传感器单元搁置在座垫支撑盘上并且通过座垫支撑盘抵靠座垫来应用。
当座椅被加载(由占用者)时，座椅泡沫被压缩并且将压力的一部分传递至座椅占用传感器单元的泡沫垫。结果，泡沫垫变形并进入凹槽。如果传递至压力响应式薄膜开关的压力超过压力阈值，则压力响应式薄膜开关被触发并且座椅的占用被识别。
将理解的是，座椅占用传感器单元的灵敏度取决于以下参数并因此可以由至少以下参数进行调整：
●泡沫垫的高度和硬度；
●泡沫垫和压力响应式薄膜开关之间的间隙的高度；
●薄膜开关的触发阈值；
●凹槽相对于泡沫垫的支撑区域的尺寸(直径)。
附图说明
现在将参考附图，通过实例描述本发明的优选实施例，其中：
图1是根据本发明第一方面的压力响应式座椅占用传感器单元的剖视图；
图2示出了当其中布置有图1的压力响应式座椅占用传感器单元的座椅被占用时的该座椅占用传感器单元；
图3是在没有泡沫垫情况下图1的压力响应式座椅占用传感器单元的透视图；
图4是在泡沫垫被示出的情况下图1的压力响应式座椅占用传感器单元的透视图；
图5是根据本发明第二方面的压力响应式座椅占用传感器单元的剖视图。
具体实施方式
图1至4示出了根据本发明第一方面的优选实施方式的用于车辆座椅的压力响应式座椅占用传感器单元10。占用传感器单元10包括支撑板12，其一体地形成有横向支承元件14，支撑板通过该横向支承元件附接至座椅的座垫支撑弹簧16。支承元件14限定占用传感器单元的上表面18，支撑板12的顶面20布置成从上表面18凹进。泡沫垫22在支撑板12的顶面20上设置在支承元件14之间。在泡沫垫22的下方，形成于支撑板12的顶面20中的凹槽24容纳压力响应式薄膜开关26。凹槽24的深度超过薄膜开关26的厚度(高度)。
泡沫垫22的上表面28基本上与占用传感器单元10的上表面18对齐。因此，两个表面抵靠座垫30的底侧(B面)被应用。当座椅被加载(在图2中由箭头32所示)时，座垫将所得到的压力的一部分传递到占用感测单元10上，特别是传递到泡沫垫22上。泡沫垫22的机械性能被选择为使得当泡沫垫22通过施加的超过某一阈值的压力压缩时，泡沫垫22变形为进入支撑板12的顶面上的凹槽24中，并且触发压力响应式薄膜开关26。
图3示出了从不同视角看到的占用感测单元10。为清楚起见，泡沫垫22和座垫未在图3中示出。横向支承元件14搁置在由弹簧16和横向带34形成的缓冲悬挂垫上。从占用感测单元10的上表面18凹进的支撑板12承载着具有两个有源区36的传感器装置，每个有源区代表压力响应式薄膜开关26。两个开关被电连接到受热熔壳体38保护的连接引线。连接引线用来使传感器装置与读出电子设备(如汽车的车载计算机)连接。图4示出了与图3相同的透视图，其中泡沫垫22安装在位。
图5示出了根据本发明的第二变型的座椅占用传感器单元10'的优选实施方式，该座椅占用传感器单元集成到车辆座椅的40就座部分。车辆座椅包括支撑座垫30'的椅盘42。占用传感器单元10'搁置在椅盘42上。
压力响应式座椅占用传感器单元10'包括支撑板12'、限定压力响应式座椅占用传感器单元的上表面18'的多个间隔元件14'，支撑板的顶面布置成从上表面18'凹进。泡沫垫22'设置在由支撑板12'承载的间隔元件14'之间。在泡沫垫22'的下方，形成于支撑板12'的顶面中的凹槽24'容纳压力响应式薄膜开关26'。凹槽24'具有超过该薄膜开关26'的厚度的深度。泡沫垫22'构造成使得它在被通过施加的超过某一阈值的压力压缩之后变形为进入凹槽24'，并且触发薄膜开关26'。
虽然已经详细描述了具体实施例，但是本领域技术人员将会理解，可根据本申请公开内容的总体教导来对那些细节进行各种修改和替换。相应地，所公开的具体布置仅仅用来举例说明并且不对本发明范围进行限制，本发明的范围由所附权利要求以及其任何和全部等同形式的整个范围给出。

Claims (14)

1.一种压力响应式座椅占用传感器单元(10)，用于检测座椅的占用状态，包括：
支撑板(12)，其具有顶面和底面，
多个支承元件(14)，用于将所述支撑板固定在座垫悬置弹簧(16)上，所述支承元件限定所述压力响应式座椅占用传感器单元的上表面(18)，所述支撑板的所述顶面(20)布置成从所述上表面凹进；
泡沫垫(22)，其在所述支撑板上设置在所述支承元件之间；
其特征在于，在所述泡沫垫的下方形成于所述支撑板的所述顶面中的凹槽(24)；以及
布置在所述凹槽中的压力响应式薄膜开关(26)，
其中，所述凹槽具有超过所述压力响应式薄膜开关的厚度的深度。
2.根据权利要求1所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，所述支承元件与所述支撑板一体地形成。
3.根据权利要求2所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，所述支撑板和所述支承元件由注射成型的塑料制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，所述压力响应式薄膜开关包括彼此通过间隔膜隔开的第一承载膜和第二承载膜，所述间隔膜在其中具有限定隔室的开口，所述压力响应式薄膜开关包括在所述第一和第二承载膜上的在所述隔室中彼此布置成面对关系的至少两个电极，使得当压力施加到所述压力响应式薄膜开关上时所述至少两个电极更靠近。
5.根据权利要求4所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，当压力施加到所述压力响应式薄膜开关上时所述至少两个电极彼此接触。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，所述泡沫垫构造成使得所述泡沫垫在被所施加的超过某一阈值的压力压缩之后变形为进入所述凹槽，并且触发所述压力响应式薄膜开关。
7.一种汽车座椅，包括由座垫支撑弹簧(16)支撑的座垫(30)和如权利要求1至3中任一项所述的压力响应式座椅占用传感器单元(10)，其中，所述压力响应式座椅占用传感器单元搁置在所述座垫支撑弹簧上并且通过所述座垫支撑弹簧抵靠所述座垫来应用。
8.一种压力响应式座椅占用传感器单元(10')，用于检测座椅(40)的占用状态，包括：
支撑板(12)，其具有顶面和底面，
多个间隔元件(14')，其限定所述压力响应式座椅占用传感器单元的上表面(18')，所述支撑板的所述顶面(20')布置成从所述上表面凹进；
泡沫垫(22')，其设置在所述间隔元件之间，由所述支撑板承载；
其特征在于，在所述泡沫垫的下方形成于所述支撑板的所述顶面中的凹槽(24')；以及
布置在所述凹槽中的压力响应式薄膜开关，
其中，所述凹槽具有超过所述压力响应式薄膜开关的厚度的深度。
9.根据权利要求8所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，所述间隔元件与所述支撑板一体地形成。
10.根据权利要求9所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，所述支撑板和所述间隔元件由注射成型的塑料制成。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，所述压力响应式薄膜开关包括彼此通过间隔膜隔开的第一承载膜和第二承载膜，所述间隔膜在其中具有限定隔室的开口，所述压力响应式薄膜开关包括在所述第一和第二承载膜上的在所述隔室中彼此布置成面对关系的至少两个电极，使得当压力施加到所述压力响应式薄膜开关上时所述至少两个电极更靠近。
12.根据权利要求11所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，当压力施加到所述压力响应式薄膜开关上时所述至少两个电极彼此接触。
13.根据权利要求8至10中任一项所述的压力响应式座椅占用传感器单元，其中，所述泡沫垫构造成使得所述泡沫垫在被所施加的超过某一阈值的压力压缩之后变形为进入所述凹槽，并且触发所述压力响应式薄膜开关。
14.一种汽车座椅(40)，包括由座垫支撑盘(42)支撑的座垫(30')和如权利要求8到10中任一项所述的压力响应式座椅占用传感器单元(10')，其中，所述压力响应式座椅占用传感器单元搁置在所述座垫支撑盘上并且通过所述座垫支撑盘抵靠所述座垫来应用。
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