CN115782704A - 占用感测装置、占用感测和加热垫以及车辆座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检测车辆座椅占用的占用感测装置(2)，包括：‑柔性基板(4)，其具有第一主面和与第一主面相对的第二主面，‑带有叉指电极(6)的电容传感器，其能够检测座椅的占用状态，‑与带有叉指电极的电容传感器连接的导电迹线(8)，带有叉指电极的电容传感器和导电迹线被固定在柔性基板的第一主面上，其特征在于，所述柔性基板由弹性且不可渗透的材料制成。
Description
技术领域
本发明涉及用于车辆座椅的舒适装置的领域。特别地，本发明涉及一种用于车辆座椅的占用感测装置、一种用于车辆座椅的占用感测和加热垫以及一种车辆座椅。
背景技术
对用于检测车辆座椅的占用，特别是机动车座椅占用的占用感测装置的需求不断增长，无论这涉及驾驶员还是乘客。特别地，在设计用于感测座椅乘员的系统的背景下，这种需求显着增长，该系统旨在为公众生产，并基于集成到这些座椅中的传感器的使用，以允许监控车辆驾驶员和乘客。然而，这些感测装置的使用寿命很短，因此在车辆的使用寿命期间必须多次更换。
发明介绍
本发明的第一个目的是提供一种占用感测装置，该装置能够在所述泡沫压缩或重新膨胀时与座椅泡沫的形状相符。
本发明的第二个目的是提供一种能够适应圆形表面或进入凹槽而不损坏自身的占用感测装置。
本发明的第三个目的是提供一种更耐用的占用感测装置。
本发明的第四个目的是提供一种具有较长寿命的占用感测装置。
本发明的第五个目的是提供一种占用感测和加热垫，其不会干扰座椅罩的附接。
发明内容
本发明的一个目的是一种用于检测车辆，特别是机动车辆的座椅占用的占用感测装置，该装置包括：
-柔性基板，其具有第一主面和与第一主面相对的第二主面，
-至少一个带有叉指电极的电容传感器，其能够检测座椅的占用状态，
-与所述至少一个带有叉指电极的电容传感器连接的导电迹线，所述至少一个带有叉指电极的电容传感器和导电迹线被固定在柔性基板的第一主面上，
其特征在于，所述柔性基板由弹性且不可渗透的材料制成。
可以可选地实施以下段落中阐述的特征。它们可以相互独立地实施，也可以相互结合实施：
-柔性基板由热塑性聚氨酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇以及硅胶中的一种材料制成。
-柔性基板由聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)以及聚酰亚胺中的一种材料制成，所述柔性基板的厚度小于100微米
-至少一个带有叉指电极的电容传感器是通过使用可伸缩油墨进行电子印刷而制作的。
-导电迹线是通过使用可伸缩油墨进行电子印刷而制作的。
-至少一个带有叉指电极的电容传感器和导电迹线中的至少一个导电元件被可伸缩的保护罩覆盖。
该装置包括至少一个通过压接或胶合然后包覆成型而固定到导电迹线的连接外壳。
-柔性支撑件包括至少一个纵向条带和至少一个横向条带，该横向条带垂直于至少一个纵向条带延伸，至少一个带有叉指电极的电容传感器被固定到所述至少一个横向条带，导电迹线被固定到至少一个纵向条带。
-至少一个纵向条带的宽度介于300微米和1毫米之间，优选地介于500微米和800微米之间。
-至少一个横向条带的宽度介于10毫米和50毫米之间，优选地介于20毫米和40毫米之间。
本发明的另一个目的涉及一种占用感测和加热垫，其包括根据上述特征的感测装置和至少一个适用于加热座椅的乘员的加热元件，该加热元件通过使用可伸缩油墨进行电子印刷而形成在柔性基板的第一主面上。
根据一个实施例，占用感测和加热垫包括根据上述特征的感测装置和至少一个适用于加热座椅的乘员的加热元件，该加热元件形成在基板的第二主面上。
本发明的最后一个目的涉及一种车辆座椅，特别是机动车辆的车辆座椅，所述座椅包括就座部分和铰接至就座部分的靠背，所述就座部分包括框架、由框架承载的泡沫层，以及根据上述特征的占用感测装置和根据上述特征的感测和加热垫中的至少一个装置，所述装置由泡沫层承载。
附图说明
图1是示出根据本发明的占用感测装置的俯视图；
图2是示出图1所示的占用感测装置的一部分的剖视图；
图3是示出图1所示的占用感测装置的变形例的俯视图；
图4是示出根据本发明的感测和加热垫的俯视图；
图5是示出图4所示的感测和加热垫的一部分的剖视图；
图6是示出本发明的座椅的示例的图示。
具体实施方式
在以下描述中，术语“下”、“上”、“右”和“左”是根据本发明的感测装置如图1所示布置的情况来定义的，绝非限制性的。
根据本发明的占用感测装置2、30、39和感测和加热垫38旨在用于车辆，例如机动车辆、火车、飞机或船。特别地，它们适用于机动车辆。
参考图1和图2，占用感测装置2包括柔性基板4、五个带有叉指电极6的电容传感器，其能够检测座椅的占用状态，以及连接到带有叉指电极6的电容传感器的导电迹线8。
柔性基板4具有第一主面10和与第一主面相对的第二主面12。
柔性基板4由弹性且不可渗透的材料制成。有利地，柔性基板4由热塑性聚氨酯制成。有利地，这种材料可以完美地遵循弯曲形状的轮廓。它能够适应施加到或多或少的大表面上的或多或少的压力。
或者，柔性基板4由聚二甲基硅氧烷(缩写为PDMS)、聚乙烯醇(缩写为PVA)和硅胶中的第一材料制成。
根据另一变体，柔性基板4由聚乙烯(缩写为PE)、聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)(缩写为PEN)和聚酰亚胺(缩写为PI)中的第二材料制成。当柔性基板4由该第二材料制造时，基板必须具有小于100微米的厚度。
在图1所示的实施例中，柔性基板4包括沿纵向方向Y相互平行延伸的两个纵向条带14、16，以及沿横向方向X延伸的横向条带18、20、22，如图1所示。横向方向X垂直于纵向方向Y。第一横向条带18被布置在纵向条带14、16的下端的延伸部分中。第二横向条带22基本上布置在纵向条带的中间长度处。第一横向条带18和第二横向条带22将纵向条带彼此连接。第三条带20布置在纵向条带长度的大约2/5处。该第三条带20仅连接到一个纵向条带16。
优选地，纵向条带14、16的宽度L1介于300微米和1毫米之间，并且优选地介于500微米和800微米之间。
有利地，这些小宽度便于座椅罩的附接，而不管该罩的材料和附接类型如何。
优选地，横向条带18、20、22的宽度L2介于10毫米和50毫米之间，优选地介于20毫米和40毫米之间。
带有叉指电极6的电容传感器被固定在柔性基板的第一主面10上。特别地，电容传感器6被固定在横向条带上。在图1所示的实施例中，两个电容传感器6被固定在第一横向条带18上。另外两个电容传感器6被固定在第二横向条带22上。最后一个电容传感器6被固定在第三横向条带20上。
电容传感器各自包括两个相互交错的梳状共面电极。每个电极连接到导电迹线8。一个电极旨在连接到5伏和12伏之间的电位源。另一个电极接地。图中未详细显示电极。
优选地，带有叉指电极6的电容传感器通过使用可伸缩油墨进行电子印刷而被印刷在第一主面10上。这种电子印刷可以例如通过丝网印刷或通过表面涂层来实现。例如，可以使用碳纳米管油墨。
有利地，这种类型的油墨在柔性基板的拉伸或弯曲过程中更具抵抗力。这种拉伸或弯曲可能是由座椅泡沫的偶尔凹陷引起的，例如当一个人将膝盖放在座椅上以寻找放置在地面或后座上的物体时。
电容传感器6可以覆盖有可伸缩保护涂层24，例如可伸缩漆或可伸缩介电材料，例如由EMS公司(注册商标)销售的热塑性聚氨酯(TPU)、“DI 7548”或“DI 7540”，由HENKEL公司销售的“M316CL”或由HENKEL公司销售的“CE 3103WLV”。
导电迹线8固定在柔性基板的第一主面10上。特别地，导电迹线8被固定在纵向条带14、16上。
优选地，导电迹线8通过使用可伸缩油墨的电子印刷被印刷在柔性基板的纵向条带的第一主面10上。
有利地，导电迹线8在相同的印刷操作期间与电容传感器6同时印刷。优选地，导电迹线8也覆盖有可伸缩保护涂层24。
用于检测座椅占用的占用感测装置2有利地包括两个电连接外壳26、28，每个电连接外壳26、28被布置在纵向条带14、16的上端。
有利地，电连接外壳26、28被压接到导电迹线。
或者，电连接外壳26、28用导电胶粘合，然后用硅胶或软塑料包覆成型。
连接到位于感测装置左侧的电容传感器的导电迹线10的端部安装在第一电连接外壳26中。连接到位于感测装置右侧的电容传感器的导电迹线10的端部安装在另一个电连接外壳28中。
有利地，这种类型的附接可以提高具有形成在弹性支撑件上的导电迹线的外壳的机械保持的可靠性。电连接外壳因此被更牢固地固定。
或者，占用感测装置2包括不同数量的带有叉指电极的电容传感器，例如一个、两个、三个、四个或六个带有叉指电极的电容传感器。
或者，带有叉指电极的电容传感器是通过缝合生产的。
或者，导电迹线通过缝合产生。
参考图3，根据替代实施例的占用感测装置30包括单个纵向条带16和三个整体固定到该纵向条带的横向条带32、34、36。
图4和图5示出了占用感测和加热垫38，其包括类似于关于图1和图2描述的感测装置2的感测装置39，以及能够加热座椅上的乘员的加热元件50。
感测装置39包括柔性基板40、五个能够感测座椅的占用状态的带有叉指电极6的电容传感器，以及连接到带有叉指电极6的电容传感器的导电迹线8。
柔性基板40与柔性基板4相同，只是其形状不同。将不再详细描述。将仅描述其形状。
柔性基板40具有矩形形状，其设置有中央狭槽42，该中央狭槽42限定了彼此间隔开且彼此平行延伸的两个细长面板44、46。狭槽42的开口位于柔性基板的下部。两个面板在柔性基板的上部48处接合。两个细长面板被设计为在固定在座椅中心的预紧器的任一侧延伸一个面板。预紧器旨在将座椅罩压平并保持在座椅泡沫上。
或者，柔性基板40具有矩形形状，没有设置中央狭槽。
带有叉指电极6和导电迹线的电容传感器分别与图1和图2所示的占用感测装置2的带有叉指电极6和导电迹线8的电容传感器相同。他们将不再赘述。
感测装置39还包括与图1和图2所示的占用感测装置2的连接壳体26、28相同的电连接外壳26、28。将不再描述这些连接壳体26、28。
加热元件50适用于加热座椅的乘员。为此，它描绘例如分布在基板40的整个表面上的正弦曲线。
优选地，加热元件50通过使用可伸缩油墨进行电子印刷而被印刷。
优选地，在相同的印刷操作期间，加热元件50与具有叉指电极6和导电轨道8的电容传感器同时印刷。
优选地，加热元件50被可伸缩的保护罩24覆盖。
每个加热元件50都提供有两个在电连接外壳26、28中排列的电气触点。电气触点旨在连接到座椅线束的电缆，以便为它们提供电流。
根据未显示的实施例，将垫子的柔性基板40穿孔，以允许空气从座椅的通风系统中通过。
或者，垫子38包括几个加热元件50。
根据未示出的另一实施例，垫子38不包括在第一主面10上的加热元件50，而是在柔性基板40的第二主面12上形成一个或多个加热元件。在该实施例中，加热元件50可以通过电子印刷或通过使用铜线缝合来生产。
最后，根据最后一个替代方案，垫子38包括形成在柔性基板40的第一主面10上的至少一个加热元件50和形成在柔性基板40的第二主面12上的至少一个加热元件。
参考图6，本发明还涉及一种车辆座椅52，特别是机动车辆的车辆座椅。该座椅包括就座部分54和铰接至该就座部分的靠背56。
该就座部分包括框架、由框架承载的泡沫层58和关于图3所述的占用感测装置30。柔性基板的第二主面12例如通过胶合直接固定到就座部分的泡沫层。
根据未示出的替代方案，座椅52包括关于图1和图2所述的感测装置2。
根据未示出的另一个替代方案，座椅52包括关于图4和图5所述的感测和加热垫。
最后，根据未示出的最后一个替代方案，座椅52包括感测和加热垫，该加热和传感垫在第二主面12上具有至少一个加热元件。
柔性基板的弹性材料的杨氏模量介于10MPa和5 000MPa之间，优选地介于100MPa和2500MPa之间。
Claims (13)
1.一种占用感测装置(2、30、39)，其用于检测车辆，特别是机动车辆的座椅占用，所述装置包括：
-柔性基板(4、40)，其具有第一主面(10)和与所述第一主面相对的第二主面(12)，
-至少一个带有叉指电极(6)的电容传感器，其能够检测所述座椅的占用状态，
-与所述至少一个带有叉指电极的电容传感器连接的导电迹线(8)，所述至少一个带有叉指电极(6)的电容传感器和所述导电迹线(8)被固定在所述柔性基板的第一主面(10)上，
其特征在于，所述柔性基板(4、40)由弹性且不可渗透的材料制成。
2.根据权利要求1所述的占用感测装置(2、30、39)，其特征在于，所述柔性基板(4、40)由热塑性聚氨酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇以及硅胶中的一种材料制成。
3.根据权利要求1所述的占用感测装置(2、30、39)，其特征在于，所述柔性基板(4、40)由聚乙烯、聚(2,6-萘二甲酸乙二醇酯)以及聚酰亚胺中的一种材料制成，所述柔性基板的厚度小于100微米。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的占用感测装置(2、30、39)，其特征在于，所述至少一个带有叉指电极(6)的电容传感器是通过使用可伸缩油墨进行电子印刷而制作的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的占用感测装置(2、30、39)，其特征在于，所述导电迹线(8)是通过使用可伸缩油墨进行电子印刷而制作的。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的占用感测装置(2、30、39)，其特征在于，所述至少一个带有叉指电极(6)的电容传感器和所述导电迹线(8)中的至少一个导电元件被可伸缩的保护罩(24)覆盖。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的占用感测装置(2、30、39)，所述占用感测装置(2、30、39)包括至少一个连接外壳(26、28)，所述连接外壳(26、28)通过压接或胶合然后包覆成型而固定到所述导电迹线。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的占用感测装置(2、30、39)，其特征在于，柔性支撑件(4、40)包括至少一个纵向条带(14、16)和至少一个横向条带(18、20、22；32、34、36)，所述横向条带垂直于至少一个所述纵向条带延伸，所述至少一个带有叉指电极(6)的电容传感器被固定到所述至少一个横向条带(18、20、22；32、34、36)，所述导电迹线(8)被固定到所述至少一个纵向条带(14、16)。
9.根据权利要求8所述的占用感测装置(2、30、39)，其特征在于，所述至少一个纵向条带(14、16)的宽度(L1)介于300微米和1毫米之间，优选地介于500微米和800微米之间。
10.根据权利要求8和9所述的占用感测装置(2)，其特征在于，所述至少一个横向条带(18、20、22；32、34、36)的宽度(L2)介于10毫米和50毫米之间，优选地介于20毫米和40毫米之间。
11.一种占用感测和加热垫(38)，其包括根据权利要求1至7中任一项所述的感测装置(39)和至少一个适用于加热所述座椅的乘员的加热元件(50)，所述加热元件通过使用可伸缩油墨进行电子印刷而形成在所述柔性基板的第一主面(10)上。
12.一种占用感测和加热垫(38)，其包括根据权利要求1至7中任一项所述的感测装置(39)和至少一个适用于加热所述座椅的乘员的加热元件(50)，所述加热元件形成在所述基板的第二主面(12)上。
13.一种车辆座椅(52)，特别是机动车辆的车辆座椅(52)，所述座椅包括就座部分(54)和铰接至所述就座部分的靠背(56)，所述就座部分包括框架、由所述框架承载的泡沫层(58)，以及根据权利要求1至10中任一项所述的占用感测装置(2、30、39)和根据权利要求11和12中任一项所述的感测和加热垫(38)中的至少一个装置；所述装置由所述泡沫层(58)承载。
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