DE102005058973A1 - Sensor device for e.g. vehicle seat, has piezoelectric foils attached at head-rest of vehicle seat by using double-sided adhesive film, and providing sensor signals corresponding to pressure on foils - Google Patents

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Abstract

The device has piezoelectric foils (5a-5e) attached at a head-rest of a vehicle seat (1) by using a double-sided adhesive film, and providing sensor signals corresponding to pressure on the foils. An evaluation device (7) provides seat occupancy information based on the sensor signals. The evaluation device determines the sitting time of the driver on the seat and compares the determined sitting time with a predetermined driving time.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung umfassend eine Sensoreinrichtung mit mindestens einer an einem Fahrzeugsitz anordenbaren drucksensitiven Schicht zur Erfassung eines Drucks auf die mindestens eine drucksensitiven Schicht und zur Bereitstellung eines entsprechenden Sensorsignals und eine Auswerteeinrichtung zur Bereitstellung einer Sitzbelegungsinformation in Abhängigkeit des Sensorsignals.The The present invention describes a vehicle seat sensor device comprising a sensor device with at least one on a vehicle seat disposable pressure-sensitive layer for detecting a pressure to the at least one pressure-sensitive layer and to provide a corresponding sensor signal and an evaluation device for providing seat occupancy information in dependence the sensor signal.

Häufig weisen Fahrzeuge Fahrerairbags und Beifahrerairbags auf, welche bei einem von der Airbag-Sensorik erfassten Aufprallereignis aktiviert werden. Vorzugsweise soll der Beifahrerairbag nur bei Anwesenheit einer Person auf dem Beifahrersitz aktiviert werden.Often point Vehicles driver airbags and passenger airbags, which at a be activated by the airbag sensor detected impact event. Preferably, the passenger airbag should only in the presence of a Person in the passenger seat to be activated.

Um dies zu gewährleisten, ist in der Druckschrift DE 103 33 986 A1 ein Sitzbelegungssensor beschrieben, der in Abhängigkeit von einer Druckbelastung auf einen Fahrersitz ein entsprechendes Signal erzeugt. Die Druckbelastung wird dabei durch einen piezoelektrischen Lack in ein elektrisches Signal umgewandelt, wobei an dem piezoelektrischen Lack zusätzlich noch Elektroden und Isolierschichten angebracht sind. Durch dieses zusätzliche Anbringen von weiteren Komponenten am piezoelektrischen Lack erhöhen sich die Herstellungs- und Anbringungskosten für einen derartigen Sitzbelegungssensor.To ensure this, is in the document DE 103 33 986 A1 a seat occupancy sensor is described which generates a corresponding signal in response to a pressure load on a driver's seat. The pressure load is thereby converted by a piezoelectric paint into an electrical signal, wherein additionally electrodes and insulating layers are attached to the piezoelectric paint. By this additional attachment of other components of the piezoelectric paint increases the manufacturing and installation costs for such a seat occupancy sensor.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, die bisher bekannten Möglichkeiten zur Erfassung einer Belegung eines Fahrzeugsitzes zu verbessern.The Object of the present invention is therefore the hitherto known possibilities to improve occupancy of a vehicle seat.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung umfassend eine Sensoreinrichtung mit mindestens einer an einem Fahrzeugsitz anordenbaren drucksensitiven Schicht zur Erfassung eines Drucks auf die mindestens eine drucksensitiven Schicht und zur Bereitstellung eines entsprechenden Sensorsignals und eine Auswerteeinrichtung zur Bereitstellung einer Sitzbelegungsinformation in Abhängigkeit des Sensorsignals, wobei die drucksensitive Schicht eine Piezofolie umfasst.The The object is achieved by a vehicle seat sensor device comprising a sensor device with at least one pressure-sensitive layer which can be arranged on a vehicle seat for detecting a pressure on the at least one pressure-sensitive Layer and to provide a corresponding sensor signal and an evaluation device for providing seat occupancy information dependent on the sensor signal, wherein the pressure-sensitive layer comprises a piezoelectric foil.

Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass durch die Verwendung einer Piezofolie Kosten bei der Montage einer erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung gespart werden können. Im Gegensatz zu den nach dem bisherigen Stand der Technik verwendeten piezoelektrischen Lacken benötigen Piezofolien auch keine unlackierten Metalloberflächen als Gegenelektroden, da diese Komponenten schon in die Piezofolie integriert sind. Mittels einer bereits vorhandenen doppelseitigen Klebefolie können die Piezofolien einfach und schnell auf die gewünschten Stellen, beispielsweise auf eine Sitzschale eines Fahrzeugsitzes, geklebt werden. Da Piezofolien eine häufige Verwendung finden, wie beispielsweise für Piezo-Tastaturen, können sie zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung billig erworben werden.there the invention is based on the finding that through the use a piezo film costs in the assembly of a vehicle seat sensor device according to the invention can be saved. In contrast to the piezoelectric paints used in the prior art need Piezo films also no unpainted metal surfaces as counterelectrodes, since these components are already integrated in the piezo film. through an existing double - sided adhesive film, the Piezo films easily and quickly to the desired locations, for example on a seat of a vehicle seat, to be glued. Because piezo films a common one Can be used, such as for piezo keyboards, they can be used to make a Vehicle seat sensor device according to the invention be purchased cheaply.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der in der beigefügten 1 dargestellten Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung erläutert. Das nachfolgende Ausführungsbeispiel stellt dabei eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings 1 illustrated vehicle seat sensor device explained. The following embodiment represents a preferred embodiment of the present invention.

Der in 1 dargestellte Fahrzeugsitz 1 weist eine Sitzschale 2, eine Rückenlehne 3 und eine Kopfstütze 4 auf. Auf ein Einzeichnen der an der Sitzschale 2 und der Rückenlehne 3 angebrachten Polsterung wurde der besseren Übersichtlichkeit wegen verzichtet. Auf der Sitzschale 2 sind die vier Piezofolien 5a bis 5d aufgeklebt. Eine zusätzliche Piezofolie 5e befindet sich an der Kopfstütze 4 nahe einer möglichen Kopfposition einer auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person. Die an den Piezofolien 5a bis 5e erfassten Spannungssignale 6a bis 6e entsprechen den auf die Piezofolien 5a bis 5e wirkenden Druckwerten. Über eine Auswerteeinrichtung 7 können die Spannungssignale 6a bis 6e bezüglich einer Belegung des Fahrzeugsitzes 1 ausgewertet werden.The in 1 illustrated vehicle seat 1 has a seat shell 2 , a backrest 3 and a headrest 4 on. On a drawing the at the seat shell 2 and the backrest 3 attached upholstery was omitted for the sake of clarity. On the seat shell 2 are the four piezo films 5a to 5d glued. An additional piezo film 5e is located on the headrest 4 near a possible head position of one on the vehicle seat 1 sitting person. The on the piezo films 5a to 5e detected voltage signals 6a to 6e correspond to those on the piezo films 5a to 5e acting pressure values. About an evaluation device 7 can the voltage signals 6a to 6e with regard to occupancy of the vehicle seat 1 be evaluated.

Die Piezofolien 5a bis 5e weisen eine aktive Schicht auf. Zur Herstellung dieser aktiven Schicht wird ein keramisches Pulver in eine polymere Matrix eingebettet. Man spricht dabei häufig auch von einem Dispergieren. In einem anschließenden Weiterverarbeitungsprozess erhält die Keramik ihre piezoelektrischen Eigenschaften. Durch Folienziehen können aktive Schichten in beliebigen Größen und mit beliebigen Geometrien hergestellt werden. Die fertigen Piezofolien 5a bis 5e weisen zusätzlich zu der aktiven Schicht, welche häufig auch als aktive Piezokeramik bezeichnet wird, Elektroden und Isolierungen auf. Mittels einer ebenfalls angebrachten doppelseitigen Klebefolie können die Piezofolien 5a bis 5e an den gewünschten Stellen eines Fahrzeugsitzes 1 angebracht werden.The piezo foils 5a to 5e have an active layer. To prepare this active layer, a ceramic powder is embedded in a polymeric matrix. This is often referred to as dispersing. In a subsequent further processing, the ceramic gets its piezoelectric properties. Foil drawing can be used to produce active layers of any size and geometry. The finished piezo films 5a to 5e In addition to the active layer, which is often referred to as active piezoceramic, electrodes and insulation on. By means of a likewise attached double-sided adhesive foil, the piezo foils can 5a to 5e at the desired locations of a vehicle seat 1 be attached.

Der genaue Aufbau einer Piezofolie 5a bis 5e kann dem Stand der Technik entnommen werden. Dazu wird hier nur auf die Schriften ALGRA Dynasim, 168D-Piezokeramische Folienaktuatoren und MMI/Tastaturen verwiesen. Die darin beschriebenen Piezofolien können als Beispiele für eine erfindungsgemäße Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung verwendet werden.The exact structure of a piezo film 5a to 5e can be taken from the prior art. For this purpose, reference is made here only to the typefaces ALGRA Dynasim, 168D piezoceramic foil actuators and MMI / keyboards. The piezo foils described therein may be used as examples of a vehicle seat sensor device according to the invention.

Da die Piezofolien 5a bis 5e keine statischen Vorgänge erfassen können, können ausschließlich Veränderungen bei der Belegung des Fahrzeugsitzes 1 über diese wahrgenommen werden. Allerdings treten während eines Fahrbetriebs ständig Störungen in Form von Schwingungen auf das System Mensch-Fahrzeugsitz 1 auf. Trotz einer scheinbaren Unbeweglichkeit einer auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person können deshalb über die Piezofolien 5a bis 5e kontinuierlich Messdaten erfasst werden.Because the piezo films 5a to 5e can not detect static events, can only change the occupancy of the vehicle seat 1 be perceived about this. Indeed During a driving operation, disturbances in the form of vibrations constantly occur on the human-vehicle seat system 1 on. Despite an apparent immobility of one on the vehicle seat 1 Seated person can therefore use the piezo films 5a to 5e continuously measured data are recorded.

Die Auswerteeinrichtung 7 kann aus den Spannungssignalen 6a bis 6e ermitteln, ob eine Person auf dem Fahrzeugsitz 1 Platz genommen hat. Auch das Gewicht dieser Person ist durch die Spannungssignale 6a bis 6d ermittelbar. Durch die Verwendung von mehreren Piezofolien 5a bis 5d auf der Sitzschale 2 können zusätzlich die Sitzposition und die Sitzfläche der Person auf dem Fahrzeugsitz 1 ermittelt werden. Dieser häufig auch als ortaufgelöste Sensierung bezeichnete Vorgang ist ebenso durch die Verwendung einer flächendeckenden Piezofolie auf der Sitzschale 2 möglich.The evaluation device 7 can be from the voltage signals 6a to 6e Determine if a person is on the vehicle seat 1 Took a seat. Also, the weight of this person is due to the voltage signals 6a to 6d determined. By using several piezo films 5a to 5d on the seat shell 2 In addition, the sitting position and the seat of the person on the vehicle seat 1 be determined. This process, often referred to as localized sensing, is also due to the use of a full-coverage piezo film on the seat pan 2 possible.

Zusätzlich zu den in der 1 eingezeichneten Piezofolien 5a bis 5e können an der Rückenlehne 3 weitere Piezofolien befestigt werden. Durch diese weiteren Piezofolien kann eine Schulterhöhe der auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person bestimmbar sein. Auch die Körperhaltung dieser Person, wie beispielsweise eine starke Beugung des Oberkörpers zum Armaturenbrett hin, kann auf diese Weise ermittelt werden. Ebenso lassen sich auch plötzliche Änderungen in der Körperhaltung, wie beispielsweise ein plötzliches „nach vorne Fallen", innerhalb weniger Millisekunden über die Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung nachweisen.In addition to those in the 1 drawn piezo films 5a to 5e can on the backrest 3 additional piezo films are attached. Through this further Piezofolien can shoulder height of the on the vehicle seat 1 be determinable to a seated person. The posture of this person, such as a strong flexion of the upper body to the dashboard, can be determined in this way. Likewise, sudden changes in posture, such as a sudden "falling forward," can be detected within a few milliseconds via the vehicle seat sensor device.

Aus diesem Grund lässt sich eine erfindungsgemäße Fahrzeugsitz-Sensoreinrichtung zur Aktivierung eines Airbags nutzen. Bei einem „nach vorne Fallen" der auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person werden die in der Umgebung angebrachten Vorder- und Seiten-Airbags sofort über das Airbagsignal 9 aktiviert. Eine zugehörige Airbagsteuerung kann dabei die Airbag-Aktivierung so steuern, dass die Auslöseprozedur sich der Größe und dem Gewicht der auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person möglichst gut anpasst. Insbesondere kann die Auswerteeinrichtung 7 aus den ermittelten Daten erkennen, ob auf dem Fahrzeugsitz 1 ein Kindersitz abgestellt ist. Gerade bei einer Aktivierung eines Airbags ohne Berücksichtung der Eigenschaften einer auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person werden in Kindersitzen sitzende Kinder häufig verletzt.For this reason, a vehicle seat sensor device according to the invention can be used to activate an airbag. In a "falling forward" on the vehicle seat 1 seated person, the surrounding front and side airbags immediately via the airbag signal 9 activated. An associated airbag control can control the airbag activation so that the triggering procedure is the size and weight of the vehicle seat 1 as well as possible fits the seated person. In particular, the evaluation device 7 recognize from the data obtained, whether on the vehicle seat 1 a child seat is turned off. Especially with an activation of an airbag without taking into account the characteristics of one on the vehicle seat 1 seated person, children sitting in child seats are frequently injured.

Des Weiteren können die von der Auswerteeinrichtung 7 erfassten Daten bezüglich der Größe, dem Gewicht, der Sitzfläche, der Sitzposition und/oder der Körperhaltung der auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person für einen verbesserten Sitzkomfort genutzt werden. Beispielsweise kann die Auswerteeinrichtung 7 ein Steuersignal 8 an eine Automatik des Fahrzeugsitzes 1 ausgeben, über welche einzelne Komponenten des Fahrzeugsitzes 1, wie beispielsweise die Kopfstütze 4 oder eine Lordosestütze, so eingestellt werden, dass das sie sich dem Körperbau der auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person gut anpassen. Des Weiteren kann über die Lordosestütze auf diese Weise auch eine Massage der auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Person realisierbar sein.Furthermore, those of the evaluation device 7 recorded data on the size, the weight, the seat, the seating position and / or posture on the vehicle seat 1 seated person can be used for improved seating comfort. For example, the evaluation device 7 a control signal 8th to an automatic of the vehicle seat 1 spend over which individual components of the vehicle seat 1 , such as the headrest 4 or a lumbar support, be adjusted so that they fit the physique of the vehicle seat 1 well-adjusted to a seated person. Furthermore, on the lumbar support in this way, a massage of the vehicle seat 1 be realizable to a seated person.

Über die an dem Fahrzeugsitz 1 erfassten Daten kann die Auswerteeinrichtung 7 auch einen Personenwechsel auf dem Fahrzeugsitz 1 feststellen. Handelt es sich bei dem Fahrzeugsitz 1 um einen Fahrersitz, so kann dieses Wissen dazu genutzt werden, die Fahrzeiten eines Fahrers zu bestimmen. Erkennt die Auswerteeinrichtung 7 dabei, dass die Fahrzeit eines Fahrers eine vorgegebene Maximalfahrzeit überschreitet, so kann durch die Auswerteeinrichtung 7 eine Warneinrichtung aktiviert werden. Dies kann zur Verhinderung eines Unfalls durch einen übermüdeten Fahrer beitragen.About the on the vehicle seat 1 the data collected can be the evaluation device 7 also a change of person on the vehicle seat 1 determine. Is it the vehicle seat 1 around a driver's seat, this knowledge can be used to determine the driving times of a driver. Detects the evaluation device 7 thereby, that the travel time of a driver exceeds a predetermined maximum travel time, so can by the evaluation 7 a warning device can be activated. This can help to prevent an accident by a tired driver.

11
Fahrzeugsitzvehicle seat
22
Sitzschaleseat
33
Rückenlehnebackrest
44
Kopfstützeheadrest
5a bis 5e5a to 5e
Piezofolienpiezofilms
6a bis 6e6a to 6e
Spannungssignalevoltage signals
77
Auswerteeinrichtungevaluation
88th
Steuersignalcontrol signal
99
Airbagsignalairbag signal

Claims (5)

Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung (5a bis 5e, 7) umfassend – eine Sensoreinrichtung (5a bis 5e) mit mindestens einer an einem Fahrzeugsitz (1) anordenbaren drucksensitiven Schicht (5a bis 5e) zur Erfassung eines Drucks auf die mindestens eine drucksensitiven Schicht (5a bis 5e) und zur Bereitstellung eines entsprechenden Sensorsignals (6a bis 6e) und – eine Auswerteeinrichtung (7) zur Bereitstellung einer Sitzbelegungsinformation (8, 9) in Abhängigkeit des Sensorsignals (6a bis 6e), dadurch gekennzeichnet, dass – die mindestens eine drucksensitive Schicht (5a bis 5e) eine Piezofolie umfasst.Vehicle seat sensor device ( 5a to 5e . 7 ) - a sensor device ( 5a to 5e ) with at least one on a vehicle seat ( 1 ) disposable pressure-sensitive layer ( 5a to 5e ) for detecting a pressure on the at least one pressure-sensitive layer ( 5a to 5e ) and for providing a corresponding sensor signal ( 6a to 6e ) and - an evaluation device ( 7 ) for providing seat occupancy information ( 8th . 9 ) as a function of the sensor signal ( 6a to 6e ), characterized in that - the at least one pressure-sensitive layer ( 5a to 5e ) comprises a piezo foil. Fahrerwarn-Vorrichtung zur Warnen eines Fahrers bei einem Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeit umfassend eine Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung (5a bis 5e, 7) für einen Fahrersitz (1) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinrichtung (7) ausgelegt ist zur Erfassung einer Sitzzeit des Fahrers auf dem Fahrersitz (1), zum Vergleichen der erfassten Sitzzeit mit der vorgegebenen Fahrzeit und zur Ausgabe eines Warnsignals.Driver warning device for warning a driver when a predetermined travel time has been exceeded, comprising a vehicle seat sensor device ( 5a to 5e . 7 ) for a driver's seat ( 1 ) according to claim 1, wherein the evaluation device ( 7 ) is designed to detect a sitting time of the driver on the driver's seat ( 1 ), for comparing the detected sitting time with the predetermined travel time and for issuing a warning signal. Airbagsteuerung zum Aktivieren eines Airbags umfassend eine Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung (5a bis 5e, 7) nach Anspruch 1.Airbag control for activating an airbag comprising a vehicle seat sensor device ( 5a to 5e . 7 ) according to claim 1. Elektromotorische Kopfstützensteuerung zur Positionierung einer Kopfstütze (4) eines Fahrzeugsitzes (1) umfassend eine Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung (5a bis 5e, 7) nach Anspruch 1.Electromotive headrest control for positioning a headrest ( 4 ) of a vehicle seat ( 1 ) comprising a vehicle seat sensor device ( 5a to 5e . 7 ) according to claim 1. Elektromotorische Lordosestützensteuerung zur Positionierung einer Lordosestütze eines Fahrzeugsitzes (1) umfassend eine Fahrzeugsitz-Sensorvorrichtung (5a bis 5e, 7) nach Anspruch 1.Electromotoric lumbar support control for positioning a lumbar support of a vehicle seat ( 1 ) comprising a vehicle seat sensor device ( 5a to 5e . 7 ) according to claim 1.
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